模型预测控制算法(1)

r1=…=rM=r; or r1<r<r2

权矩阵: h

h1=1, h2=…=hN=h;
有生命就会有希望，有信心就会有 成功，有思索就会有思路，有努力 2+…+hi-1 or hi=1+h+h 就会有收获
6
1 动态矩阵控制 (2)
1.
N and T
These parameters should be selected so that N T > open-loop settling time. Typical values of N: Prediction Horizon, P • Increasing P results in less aggressive control action Set P = N + M , 30 < P < 120 Control Horizon, M • Increasing M makes the controller more aggressive and increases computational effort, typically 5 < M < 20
7Hale Waihona Puke Baidu
1 动态矩阵控制 ()

Model Identification


For multi-input multioutput (MIMO) systems The identification routines available in the MPC Toolbox are designed for multi-input single-output (MISO) systems. Based 有生命就会有希望，有信心就会有 on a 成功，有思索就会有思路，有努力 historical record of the 就会有收获 output yl(k) and the inputs v1(k); v2(k), . . . , vnv(k),
N i 1 N i N i 2 i 1 N 0
For single-input singlesystems. y (k ) output ) s v(k N 1) s v(k i(SISO)
y ( k ) i v ( k i )
i 1
N
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1 动态矩阵控制 ()
有生命就会有希望，有信心就会有 Weighting matrices Q 成功，有思索就会有思路，有努力 and R 就会有收获 • Diagonal matrices with largest elements corresponding to most
2.
3.
4.
important variables

优化时域长度: P 有生命就会有希望，有信心就会有

控制时域程度: M，

1 动态矩阵控制 (2)
加大M快速性强，动态性， 加大M稳定性差； 增大P与减少M一致，固定M, 只对P整定 M是 的维数，求逆！
AT QA R

权矩阵: Q


权矩阵: R

q1=…=qP=q; or q1=…=qP1=0 and qP1+1=…=qP=q
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1 动态矩阵控制 (2)

采样周期：T

大的采样周期有利于控制稳定， 不利于克服扰动 (1) 香农采样定理 Th<=pi/wmax; wmax---信号最大震荡频率 (2) 模型时域N=20~50, Th>=T>=Tl (下限,运算速 度)

成功，有思索就会有思路，有努力 控制时域长度 M较短: 控制量不受压制；大的P得到 就会有收获 一个稳定的控制 P M, 通过加大权矩阵 R控制达 a s 对于任意控制时域长度 ai qi 0 i 1 5 到稳定，但是P满足 (as是a(t)的稳态值)
动态矩阵控制算法

模型参数ai: 阶跃响应（关键） (1,0, 控制系数di : 反馈校正（便利） 校正参数hi : （人为确定？）
,0)( AT QA R)1 AT Q

原始设计参数选择

采样周期：T 优化时域长度: P 有生命就会有希望，有信心就会有 控制时域程度: M 成功，有思索就会有思路，有努力 权矩阵: Q, R 就会有收获 误差校正向量, h
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1 动态矩阵控制 ()

Model Identification

N i 1 i N
where y (k 1) s v(k 1 i ) s v(k 1 N 1) y (k ) y (k ) y (k 1) y (k 1) s v(k i ) s v(k N 1) and 有生命就会有希望，有信心就会有 s 0 成功，有思索就会有思路，有努力 i s i s i 1 就会有收获

Model Identification

For multi-input single-output (MISO) systems.
N
y (k ) s i v(k i) s N v(k N 1)
i 1
y yl si S i [ sl ,1,i , sl , 2,i , , sl , nv ,i ] v1 (k ) v(k ) V (k ) v ( k ) nv
第七章 模型预测控制算法 之二~5
杨根科 上海交通大学自动化系 有生命就会有希望，有信心就会有 2005 年9月 成功，有思索就会有思路，有努力
就会有收获 1
内容提要

概述 动态矩阵控制 动态矩阵控制的进一步讨论 模型算法控制 应用
有生命就会有希望，有信心就会有 成功，有思索就会有思路，有努力 就会有收获
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1 动态矩阵控制 (2)

动态矩阵控制原理与算法

控制结构组成 优化策略 反馈校正 算法

设计参数选择

采样周期 优化时域长度 有生命就会有希望，有信心就会有 成功，有思索就会有思路，有努力 控制时域程度 就会有收获 权矩阵 误差校正向量
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1 动态矩阵控制 (2)