[发明专利]一种基于多变量约束区间预测控制的平稳控制实现方法

权利要求书

1.一种基于多变量约束区间预测控制的平稳控制实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：针对被控对象进行区间参数设置；

步骤2：利用改进的DMC算法对控制输入进行约束，将得到的控制量作用到被控对象；

所述改进的DMC算法包括以下步骤：

步骤1：通过检测得到当前时刻k的各个被控变量的实际输出值y(k)＝[y₁(k),y₂(k),…y_p(k)]^T，通过上一时刻对当前时刻k的预测输出值计算预测误差：

步骤2：计算预测输出校正值：

其中，H为误差校正矩阵，设置其元素全部为1，

步骤3：计算初始预测值：

其中，S为移位矩阵，

步骤4：通过极小化性能指标进行QP问题求解得到m个控制变量的控制增量；

步骤5：计算k时刻对未来P个控制周期的预测值：

其中，A为动态矩阵，通过被控对象的过程模型获得；Δu_M(k)为步骤4中求得的控制增量的向量形式；

步骤6：判断如果被控变量输出y_i(k)在平稳控制区间内，则判断，如果|dU_i|＜dU_i,ths，则dU_i＝0，如果|dU_i|≥dU_i,ths,则dU_i不变；其中dU_i为第i个控制变量的求得的控制增量，dU_i,ths为第i个控制变量的控制增量阈值；

如果被控变量输出y_i(k)不在平稳控制区间内，则执行步骤7；

步骤7：计算当前时刻k的控制输入值：

u_i(k)＝u_i(k-1)+dU_i(k)

其中，u_i(k-1)为当前时刻k的上一时刻的控制输入量；

步骤8：下一时刻返回步骤1。

2.根据权利要求1所述的基于多变量约束区间预测控制的平稳控制实现方法，其特征在于：所述区间参数设置包括以下步骤：

步骤1：被控对象具有m个执行机构，相应的控制变量为m个，被控对象有p个被控变量，用p维的列向量表示为y＝[y₁…y_p]^T；

步骤2：将p个被控变量按照控制目标的不同进行分类，将控制目标为设定点控制的被控变量设置为y′＝[y₁…y_n]^T,将控制目标为区间控制的被控变量设置为y″＝[y_n+1…y_p]^T；

步骤3：对控制目标为区间控制的被控变量y″＝[y_n+1…y_p]^T中每个被控变量y_i设置区间上限和区间下限，表示为[y_i,low,y_i,high]，并将该区间设置为其平稳控制区间；当被控变量y_i超出区间上限或区间下限时，被控目标值为

步骤4：对控制目标为设定点控制的被控变量y′＝[y₁…y_n]^T中的每个被控变量y_j设置平稳控制区间[y_j,low,y_j,high]；

步骤5：对于所有被控变量设置平稳控制比例系数；

步骤6：设置平稳控制的控制增量阈值。