[发明专利]用于工业水槽液位串级预测控制系统的一致性约束方法

权利要求书

1.一种用于工业水槽液位串级预测控制系统的一致性约束方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立用于工业水槽液位串级预测控制系统的外回路PFC控制器的控制结构模型和内回路PID控制器的控制结构模型；

2)判断外回路PFC控制器和内回路PID控制器是否约束一致，如果一致则进行步骤3)，如果不一致，则返回步骤1)重新建立外回路PFC控制器的控制结构模型和内回路PID控制器的控制结构模型；

3)在外回路PFC控制器和内回路PID控制器约束一致的情况下，采用约束回退算法，将内回路PID控制器约束预先加载于外回路PFC控制律的计算过程中，并获得外回路PFC控制器在进行优化计算时新的约束条件集；

4)外回路PFC控制器在新的约束条件集下进行优化计算，获得内回路PID控制器的设定值，并将该设定值提供给内回路PID控制器，使内回路跟踪该设定值。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业水槽液位串级预测控制系统的一致性约束方法，其特征是：在步骤1)中，建立用于工业水槽液位串级预测控制系统的外回路PFC控制器的控制结构模型和内回路PID控制器的控制结构模型，

所述外回路PFC控制器的控制结构模型为

uext(k)=(SPext-yp(k))(1-λexth)-ym(k)amexth+ym(k)Kmext(1-amexth)---(1-1)]]>

式中，下标p表示过程；

u_ext(k)为k时刻外回路PFC预测函数控制器的输出；

SP_ext为外回路PFC预测函数控制器的设定值；

y_p(k)和y_p(k+h)分别表示k时刻与k+h时刻工业水槽液位串级预测控制系统的输出；

表示k时刻偏差ε_ext(k)＝SP_ext-y_p(k)到k+1时刻偏差ε_ext(k+1)＝SP_ext-y_p(k+1)的衰减系数；

T_s为采样周期；

CLTR为一阶离散系统闭环响应时间，即到达95％设定值的时间；

为外回路PFC预测函数控制模型衰减系数；

T_m为模型时间常数；

K_mext为模型增益；

令内回路采用比例P控制，设控制器增益为K_int，则所述内回路PID控制器的控制结构模型为

u_int＝(SP_int-y_p(k))K_int    (1-2)

式中，u_int为内回路控制器的输出；

SP_int为内回路的设定值；

y_p^(k)为k时刻工业水槽液位串级预测控制系统的输出；

K_int为内回路控制器增益。