前馈变量影响下的预测控制特性分析

《前馈变量影响下的预测控制特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TP273单位代码：11414学号：2012215040题目前馈变量影响下的预测控制特性分析学科专业控制科学与工程研究方向控制理论与控制工程硕士生张佳指导教师罗雄麟教授论文完成时间：二〇一六年五月硕士学位论文独创性声明本人郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明产生的法律后果由本人承担。作者签名：日期

2、：硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论文属于保密范围，保密期限0年，解密后适用本授权书。作者签名：日期：导师签名：日期：-I-摘要摘要在工业控制尤其是化工控制领域，因控制过程中变量间存在的耦合作用，普通的控制算法很难有效的控制。为满足控制效果，工业控制过程的输入

3、、输出往往都存在约束，为此具有解耦性能和强鲁棒性且能有效处理输入输出约束关系的预测控制得到广泛使用。预测控制的可行域是反应控制可行性和稳定性很重要的参数，可行域的变化可以直接影响到系统的控制效果。因此从可行域的角度出发研究预测控制中各个变量的变化对系统的影响具有很重要的意义。实际的生产过程中存在大量的扰动，由于预测控制具有强鲁棒性，部分扰动作用都能得到有效的控制，以致未对系统的控制效果造成影响。但是对于系统中存在的可测扰动，由于其变化规律已知，对系统造成的影响具有可预见性。当前学者未对此部分扰动给系统带来的影响进行研究。将此部分干扰引入到系统作为前馈变量，这些变量的加入势必对系统的可行域造

4、成影响。若不优先此部分前馈变量给系统带来的影响，在此基础上对系统进行的控制算法、约束优化等都不能反应系统的真实情况。针对这一问题，本文提出了前馈变量对预测控制可行域的影响分析，通过分析前馈变量对系统可行域的影响，得出前馈变量对系统控制效果的影响。预测控制中的前馈变量部分是系统本身存在的，另一部分是由实际生产中的需要，人为产生的。此部分前馈变量由操作变量转换而来：因实际生产的需要，放开控制器对部分操作变量的控制作用。此部分前馈变量可能会重新转换回操作变量。对于状态空间预测控制，变量转换会带来系统结构的变化。系统在“方系统”与“非方系统”之间转换过程中会给系统的可行域带来明显的影响，从而影响系

5、统的控制效果。本文在研究了前馈变量对系统的控制效果影响的基础上，进一步探索了变量转换对系统可行域的影响机制。映射思想贯穿本文，对于系统各变量对可行域影响的研究均能通过几何形式直观的表现出来。关键词：预测控制；可行域；前馈变量；映射；变量转换-II-ABSTRACTAnalysisofModelPredictiveControlCharacteristicsundertheinfluenceofFeedForwardVariablesABSTRACTInthefieldofindustrialcontrol,especiallyinthefieldofchemicalcontrol,thec

6、ommoncontrolalgorithmisdifficulttocontrolbecauseofthecouplingeffectbetweenthevariablesinthecontrolprocess.Tomeetthecontroleffect,intheprocessofindustrialcontrolinputandoutputoftenexistconstraints,thereforehasthedecouplingperformanceandstrongrobustnessandcaneffectivelydealwithinputoutputconstraintp

7、redictivecontrolarewidelyused.Thefeasibleregionofthepredictivecontrolisaveryimportantparameterforthefeasibilityandstabilityofthereactioncontrol.Thevariationofthefeasibleregioncandirectlyaffectthecontroleffectofth