預(yù)測(cè)控制中的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化策略
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這一優(yōu)化問題的目標(biāo)規(guī)劃如下
計(jì)算結(jié)果控制作用為ul=0．5，u2=-0．0529，u3=-0．104。利用控制作用可以得到輸出的設(shè)定值yl=０、y2=0、y3=0．0076、y4=-0．104。也就是說預(yù)測(cè)控制中的設(shè)定值將從這幾個(gè)數(shù)據(jù)中產(chǎn)生。這樣的設(shè)定值是合理的，所以預(yù)測(cè)控制可以無偏的實(shí)現(xiàn)并且保證較快的回復(fù)時(shí)間。
為了驗(yàn)證目標(biāo)規(guī)劃算法，假設(shè)前3個(gè)高優(yōu)先級(jí)滿足那么這個(gè)問題可以用如下的線性規(guī)劃表示
線性規(guī)劃的結(jié)果是-0．104，這也說明了目標(biāo)規(guī)劃的正確性。如果有多余的自由度目標(biāo)規(guī)劃也會(huì)把第4優(yōu)化級(jí)優(yōu)化到目標(biāo)值，但是現(xiàn)在由于沒有多余的自由度，所以目標(biāo)規(guī)劃就只有使第4優(yōu)化級(jí)盡量接近目標(biāo)值。
例2
情況1，當(dāng)ytgt=5，IRV=0，解上述目標(biāo)規(guī)劃可以得到動(dòng)態(tài)控制的設(shè)定值為y=5；u2=0
情況2，當(dāng)ytgt=10，IRV=0，解上述目標(biāo)規(guī)劃，由于ytgt=10的優(yōu)先級(jí)高，所以首先滿足它，然后盡量減少u2的負(fù)偏差，結(jié)果為ul=3，u2=2?？梢缘玫絼?dòng)態(tài)控制的設(shè)定值為y=5；u2=2。所謂胖瘦系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變可以通過優(yōu)化層變化控制層的設(shè)定值自然地得到體現(xiàn)。實(shí)際上由于沒有自由度，此時(shí)的經(jīng)濟(jì)量為自然響應(yīng)。
情況3，當(dāng)ytgt=15，IRV=0，解上述目標(biāo)規(guī)劃，可以得到動(dòng)態(tài)控制的設(shè)定值為y=12；u2=3。即使自由度用盡也不能夠滿足基本控制目標(biāo)。
情況4，當(dāng)8≤ytgt≤10,IRV=0，經(jīng)計(jì)算設(shè)定值為y=8；u2=1。y=8是為了在滿足區(qū)間的同時(shí)使經(jīng)濟(jì)目標(biāo)盡量接近IRV。
4 結(jié)論
預(yù)測(cè)控制器的動(dòng)態(tài)控制用于克服擾動(dòng)保證最佳工作點(diǎn)和在最佳工作點(diǎn)變化后移動(dòng)工作點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了控制器的調(diào)節(jié)特性和伺服特性。預(yù)測(cè)控制器的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化則實(shí)時(shí)的根據(jù)擾動(dòng)和工況的變化尋找最佳工作點(diǎn)，預(yù)測(cè)控制器中的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化可以使預(yù)測(cè)控制器克服以前存在的缺點(diǎn)更平穩(wěn)高效的運(yùn)行。本文首先介紹了預(yù)測(cè)控制器的特點(diǎn)和以前所做的工作，最后給出了基于目標(biāo)規(guī)劃理論的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化策略。這種策略克服了傳統(tǒng)預(yù)測(cè)控制存在的不足，可在自由度不足時(shí)優(yōu)先保證基本控制目標(biāo)，在自由度多余時(shí)充分利用自由度提高效益，而且由于采用的線性規(guī)劃理論所以計(jì)算量不大。
參考文獻(xiàn)：
［１］肖明波，錢積新．預(yù)測(cè)控制中靜態(tài)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)［Ｊ］．控制理論與應(yīng)用，14(3)：313－317，1997
［２］Chao-Ming,srikanth Voorakaranam，Babu Joseph．Analysis and Performance of the LP-MPC and QP-MPC Cascade Control System［Ｃ］． Proceedings of the ACC,Philadelphia,Pennsylvania．1998
［３］Grosdidier G.Froisy B．Hammann M.，The IDCOM-M controller．IFAC Modelsbased predictive process control［Ｃ］,1988，31－36
［４］C,L.E.Swartz,An algorithm for hierarchical supervisory control［Ｃ］．computers chem.eng.10(11):1173-1180(1995)
評(píng)論