基于前馈解耦的重介密度分程预测控制

1

作者 王靖 宋玉莹 《控制工程》 北大核心 2025年第8期1381-1386,共6页

本文针对重介选煤过程中悬浮液密度的多变量预测控制算法在线计算量大的问题,提出一种基于前馈解耦的分程控制策略。基于分程控制的思想,通过比较重介悬浮液的密度与设定值的大小,以保留对被控变量影响较大的操纵变量,从而减少预测模型... 本文针对重介选煤过程中悬浮液密度的多变量预测控制算法在线计算量大的问题,提出一种基于前馈解耦的分程控制策略。基于分程控制的思想,通过比较重介悬浮液的密度与设定值的大小,以保留对被控变量影响较大的操纵变量,从而减少预测模型中操纵变量的数目。对于影响较小的操纵变量,可将其视为可测扰动并引入前馈补偿机制,进而将原预测控制算法中的多变量控制模型解耦为多个单变量控制模型的组合,并基于多个单变量控制模型设计分散滚动优化的策略。经过MATLAB的仿真实验,证明了该算法能够有效降低在线优化的运算量,进而缩短计算时间,以满足工业现场快速响应的要求。 展开更多

关键词 重介选煤 密度控制 多变量预测控制 分程控制 前馈解耦

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基于IMPC的燃煤发电机组多变量解耦控制策略

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作者 周心睿 安硕 +4 位作者 王兵 谢宏星 朱玉林 赵凯 王正兵 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期263-274,共12页

针对燃煤发电机组燃烧系统的大时滞和参数时变等复杂动态特性,以及主蒸汽压力和炉膛负压间的强耦合关系,提出一种改进多变量解耦模型预测控制(Improved multivariable decoupling model predictive control,IMDMPC)。根据机组历史运行数... 针对燃煤发电机组燃烧系统的大时滞和参数时变等复杂动态特性,以及主蒸汽压力和炉膛负压间的强耦合关系,提出一种改进多变量解耦模型预测控制(Improved multivariable decoupling model predictive control,IMDMPC)。根据机组历史运行数据,利用蜻蜓算法优化偏最小二乘法,构建以主蒸汽压力和炉膛负压为被控量、燃煤量和引风量为控制量的多变量耦合数学模型,运用多变量动态解耦算法对其进行解耦,设计多变量模型预测控制器,按照设定目标函数得到当前时刻控制量,同时实时采集系统输出值对控制器进行反馈校正。仿真实验结果表明:改进多变量解耦模型预测控制与模糊自适应PID控制和未解耦模型预测控制相比,主蒸汽压力和炉膛负压的超调量分别减少20.3%和8.6%,调节时间分别缩短2.6和29.55 s,具有更好的控制精度和鲁棒性。现场应用结果表明:改进多变量解耦模型预测控制策略能够使主蒸汽压力和炉膛负压分别稳定控制在±0.24 MPa和±0.27 Pa,提高了系统的稳定性且波动幅度明显减小,符合工业现场生产要求。 展开更多

关键词 改进多变量解耦模型 预测控制 火电机组 偏最小二乘法 蜻蜓算法

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基于前馈补偿解耦的多变量汽温系统预测函数控制 被引量：28

3

作者 王东风 韩璞 +1 位作者 王国玉 董泽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期158-162,共5页

针对过程通道可用一阶加纯滞后模型等价描述的多输入多输出系统,提出了基于前馈补偿解耦设计思想的多变量预测函数控制,首先将系统分解为多个多输入单输出系统,在各系统中分别将其它输入量暂视为一种可测干扰,并用预测函数控制原理设计... 针对过程通道可用一阶加纯滞后模型等价描述的多输入多输出系统,提出了基于前馈补偿解耦设计思想的多变量预测函数控制,首先将系统分解为多个多输入单输出系统,在各系统中分别将其它输入量暂视为一种可测干扰,并用预测函数控制原理设计控制器,通过求解多元一 次方程组,实现了多变量系统的预测函数控制设计。采用该方法对国产200MW火电机组带汽—汽换热器的多变量强耦合再热汽温系统进行了控制系统设计和仿真研究,计算机仿真证实了其有效性,达到了动态近似解耦、静态完全解耦和无静差跟踪,各种对象和模型失配情况下的仿真结果显示了该算法较强的鲁棒性和抗干扰能力。因为该方法是基于简化的模型,所推导出的控制算法简单,运算量小,易于工程实现,具有很高的实际应用价值。 展开更多

关键词 前馈补偿解耦 多变量汽温系统 预测函数控制 200MW火电机组 解耦控制 计算机仿真

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多变量系统预测函数解耦控制 被引量：10

4

作者 谢春利 李平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期584-587,共4页

提出一种新的多变量系统预测函数解耦控制(PFC)算法。该算法将多变量系统的PFC分散为若干单变量系统的PFC,使参数设计和算法求解大为简化。此外,利用该算法可得到一个解析的控制量计算方程,控制器参数均可离线计算,因此在线时算法简单... 提出一种新的多变量系统预测函数解耦控制(PFC)算法。该算法将多变量系统的PFC分散为若干单变量系统的PFC,使参数设计和算法求解大为简化。此外,利用该算法可得到一个解析的控制量计算方程,控制器参数均可离线计算,因此在线时算法简单、计算量小,可用于解决复杂的耦合控制问题。仿真结果表明了该算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 预测控制 多变量系统 解耦控制

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基于纳什优化的多变量系统的解耦预测函数控制 被引量：2

5

作者 张彬 王晓燕 张卫东 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期2994-2996,共3页

针对状态反馈控制系统,提出多输入多输出系统的解耦预测函数控制算法设计。利用预测函数控制算法的特点,引入基函数增加了设计的自由度,减少了在线计算量。通过采取分散优化策略代替整体优化,基于纳什优化实现系统的解耦控制。仿真结果... 针对状态反馈控制系统,提出多输入多输出系统的解耦预测函数控制算法设计。利用预测函数控制算法的特点,引入基函数增加了设计的自由度,减少了在线计算量。通过采取分散优化策略代替整体优化,基于纳什优化实现系统的解耦控制。仿真结果表明该方法具有很好的控制效果。 展开更多

关键词 预测函数控制 基函数 解耦控制 分散优化

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具有时滞和干扰的多变量系统预测函数控制方法的研究(英文) 被引量：19

6

作者 潘红华 苏宏业 褚健 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期813-818,共6页

提出了一种新的多变量系统预测函数控制算法 ,该方法可以适用于具有时滞和外部干扰的多变量系统 .利用该控制算法可得到一个解析的控制量计算方程 ,其中各个控制器参数均可离线计算 ,因此在线时算法简单 ,计算量小 ,可以广泛用于解决各... 提出了一种新的多变量系统预测函数控制算法 ,该方法可以适用于具有时滞和外部干扰的多变量系统 .利用该控制算法可得到一个解析的控制量计算方程 ,其中各个控制器参数均可离线计算 ,因此在线时算法简单 ,计算量小 ,可以广泛用于解决各种快、慢速对象的控制问题 .仿真结果表明该多变量预测函数控制律具有克服干扰和时滞、跟踪性能好。 展开更多

关键词 预测控制 多变量系统 时滞 干扰 基函数

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多变量系统的广义预测控制解耦设计 被引量：11

7

作者 薛美盛 樊弟 魏衡华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第1期39-42,共4页

针对在系统关联严重的情况下,通过选择合适的权矩阵,预测控制可以实现间接解耦控制,但是系统的跟踪性能将大大降低的问题,提出了一种带设定值观测器的多变量广义预测解耦控制算法,结合前馈解耦控制策略与广义预测控制律,将其他通道对当... 针对在系统关联严重的情况下,通过选择合适的权矩阵,预测控制可以实现间接解耦控制,但是系统的跟踪性能将大大降低的问题,提出了一种带设定值观测器的多变量广义预测解耦控制算法,结合前馈解耦控制策略与广义预测控制律,将其他通道对当前通道的影响作为扰动,从而实现近似解耦。在目标函数中用控制量的增量代替控制量,使控制增量变化不至于过于剧烈。并且增加了一种新的设定值观测器,根据设定值与实际值的偏差实时改变误差权矩阵,进一步减弱了耦合。最后,磨煤机的仿真结果验证了该控制算法的优越性。 展开更多

关键词 多变量系统 解耦 广义预测控制 观测器

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增量式多变量预测函数控制及其在气体分馏装置中的应用 被引量：6

8

作者 苏成利 施惠元 +2 位作者 李平 王倩 许娜 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期625-631,共7页

针对传统的比例-积分-微分(PID)控制应用于多变量、大滞后的复杂过程时无法获得满意控制效果的问题,该文提出一种增量式多变量预测函数控制(IMPFC)算法。该算法利用过程阶跃响应数据建立增量式传递函数矩阵模型,采用单点线性化方法直接... 针对传统的比例-积分-微分(PID)控制应用于多变量、大滞后的复杂过程时无法获得满意控制效果的问题,该文提出一种增量式多变量预测函数控制(IMPFC)算法。该算法利用过程阶跃响应数据建立增量式传递函数矩阵模型,采用单点线性化方法直接递推出过程预测输出,并对控制增量进行优化求解,解决了位置式预测函数控制算法对控制量约束的不足,使控制量变化更加平缓。通过对预测输出误差和未来的设定值进行多项式拟合,克服了模型失配问题,使预测输出更接近于参考轨迹。在气体分馏装置中的应用表明,该文方法具有良好的跟踪性、鲁棒性和抑制干扰的能力,其控制品质优于传统PID控制。 展开更多

关键词 多变量预测函数控制 增量式模型 气体分馏装置

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多变量非线性系统的有约束模糊预测解耦控制 被引量：9

9

作者 苏佰丽 陈增强 袁著祉 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第5期546-550,共5页

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法... 针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求Dio-phantine方程,减小了计算量,且削弱了变量之间的耦合程度.最后的仿真结果说明了该算法对多变量非线性系统的有效性. 展开更多

关键词 多变量非线性系统 T—S模糊模型 多变量解耦控制 广义预测控制(GPC) 约束输入

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基于预测函数与线性多变量反馈控制的同步发电机励磁控制 被引量：8

10

作者 肖健梅 张科 王锡淮 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期153-159,共7页

基于预测函数设计了励磁控制器对发电机端电压进行控制。同时设计一种以发电机功角偏差、角速度偏差以及有功功率偏差的线性组合作为控制目标的线性多变量励磁控制器。将2种励磁控制器进行结合,以实现预测函数和线性多变量并行励磁控制... 基于预测函数设计了励磁控制器对发电机端电压进行控制。同时设计一种以发电机功角偏差、角速度偏差以及有功功率偏差的线性组合作为控制目标的线性多变量励磁控制器。将2种励磁控制器进行结合,以实现预测函数和线性多变量并行励磁控制,在有效提高电力系统稳定性的前提下还能解决发电机端电压的稳定问题。最后通过MATLAB/Simulink仿真证明了改进后的励磁控制器的有效性。 展开更多

关键词 同步发电机 励磁控制 预测函数控制 线性多变量控制 电压控制 稳定性 MATLAB

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对角CARIMA模型多变量广义预测近似解耦控制 被引量：4

11

作者 李奇安 金鑫 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1764-1769,1797,共7页

针对多变量系统中存在的强耦合,提出基于对角CARIMA模型的多变量广义预测控制近似解耦算法.根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,一定程度上降低了变量之间的... 针对多变量系统中存在的强耦合,提出基于对角CARIMA模型的多变量广义预测控制近似解耦算法.根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,一定程度上降低了变量之间的耦合性.根据模型预测值与参考轨迹之间的偏差实时调整目标函数中跟踪误差的加权系数,达到进一步降低各个回路之间耦合的目的.加权系数调整的基本原则是,每个输出跟踪误差的加权系数是由其他输出在同时刻偏离参考轨迹的加权误差平方和构成.当某个输出偏离目标值时,其他输出的跟踪误差权值相对增大,以避免输出之间的相互扰动,达到近似解耦的目的.利用单变量GPC、多变量MGPC、基于设定值观测器解耦的MGPC以及提出的近似解耦方法,分别对温室温度和相对湿度控制系统进行仿真实验.仿真结果显示,近似解耦算法控制平稳,输出变量之间的相互扰动显著降低. 展开更多

关键词 多变量系统 CARIMA模型 广义预测控制 解耦控制

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多变量系统的广义预测控制解耦设计 被引量：12

12

作者 王东风 《电机与控制学报》 EI CSCD 2000年第4期243-246,共4页

针对双输入双输出机炉协调控制系统，首先将系统分解为两个双输入单输出系统，并用广义预测控制原理设计控制器，通过求解二元一次矩阵方程组，实现了多步预测的解耦控制。进行了仿真研究，仿真结果证实了算法的有效性。

关键词 广义预测控制 解耦控制 多变量系统 控制算法

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基于Smith控制与预测函数控制的再热汽温多变量控制快速计算方法 被引量：5

13

作者 王富强 李晓理 +1 位作者 张秋生 张金营 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第12期3597-3601,共5页

针对再热汽温控制系统控制变量多、控制难度大等问题,提出了一种基于Smith控制与预测函数控制(PFC)的多变量控制快速计算方法。首先,将再热汽温多变量控制系统分解为三个单变量控制系统,在每个单变量控制系统中,将其中两个控制量作为干... 针对再热汽温控制系统控制变量多、控制难度大等问题,提出了一种基于Smith控制与预测函数控制(PFC)的多变量控制快速计算方法。首先,将再热汽温多变量控制系统分解为三个单变量控制系统,在每个单变量控制系统中,将其中两个控制量作为干扰项;其次,根据Smith控制思想,设计每个单变量控制系统;最后在改进预测函数控制的性能指标的基础上,综合考虑三个单变量控制系统,实现对再热汽温度的控制。再热汽温控制仿真实验表明所提方法的计算速度是传统约束条件下预测控制的50倍左右,并且调整参数少,物理意义明确。实验结果表明该算法在现场使用中能够有效地提高再热汽温控制品质。 展开更多

关键词 多变量预测函数控制 Smith控制方法 再热汽温控制 烟气挡板 燃烧器摆角 喷水减温 模型失配

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工业过程多变量时滞系统的预测函数控制 被引量：1

14

作者 周磊 黄家才 徐庆宏 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第10期55-58,62,共5页

为提高工业过程中多变量、时滞和强耦合系统的动态特性和耦合能力,文章将预测函数控制与解耦控制相结合,给出了一种新的多变量时滞系统预测函数控制算法。该法首先给出了解耦控制算法,通过对解耦后的对象幅频和相频特性分析,获得对象的... 为提高工业过程中多变量、时滞和强耦合系统的动态特性和耦合能力,文章将预测函数控制与解耦控制相结合,给出了一种新的多变量时滞系统预测函数控制算法。该法首先给出了解耦控制算法,通过对解耦后的对象幅频和相频特性分析,获得对象的一阶加纯滞后模型;然后根据预测函数控制原理对解耦后的多个单变量时滞对象设计控制器;最后仿真结果表明,该控制方法具有在线计算量小、跟踪快速和精度高等特点,能够实现复杂多变量系统的更有效控制。 展开更多

关键词 多变量 时滞 解耦控制 预测函数控制

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苯胺加氢反应过程的多变量解耦广义预测控制

15

作者 黄庆庆 薄翠梅 卢丹丹 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期399-403,共5页

针对苯胺加氢间歇反应具有高度不确定性和交叉耦合性,传统PID控制器很难达到理想控制品质,本文采用阶梯控制策略设计多变量广义预测控制(GPC)解耦控制系统。首先针对系统的交叉耦合性,对目标函数解耦算法进行了简化设计以有效减少计算量... 针对苯胺加氢间歇反应具有高度不确定性和交叉耦合性,传统PID控制器很难达到理想控制品质,本文采用阶梯控制策略设计多变量广义预测控制(GPC)解耦控制系统。首先针对系统的交叉耦合性,对目标函数解耦算法进行了简化设计以有效减少计算量;然后利用GPC策略构建一个双输入双输出解耦GPC系统;最后将多变量解耦GPC控制与传统PID变结构控制进行对比分析,模拟仿真效果验证了该控制系统的有效性和强鲁棒性。 展开更多

关键词 苯胺加氢反应 多变量解耦 广义预测控制(GPC) 间歇过程

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基于NLJ优化算法的多变量预测函数控制

16

作者 魏环 闻光辉 +2 位作者 高峰 王东凯 潘立登 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第4期427-430,共4页

基于差分方程模型推导了多变量预测函数控制算法,使其具有更加广泛的适用性.利用NLJ算法处理预测函数控制中的约束问题,简单明了,没有繁琐的数学公式推导,仿真结果证明了该算法的有效性,为预测控制约束问题的处理提供了一种新的途径.

关键词 NLJ优化算法 系统约束 多变量预测函数控制

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改进滑模调节的电子水泵模型预测控制

17

作者 马西沛 许明浩 +2 位作者 范平清 沈黎吉 冯晓丹 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期202-209,共8页

针对电子水泵在高速和扰动情况下控制系统抖动较大的问题,提出一种非线性积分滑模面(NISMS)和动态变量函数(DVF)调节的模型预测滑模控制方法。首先,设计非线性积分滑模面,引入动态变量函数及sigmoid函数设计改进趋近率,并根据非线性积... 针对电子水泵在高速和扰动情况下控制系统抖动较大的问题,提出一种非线性积分滑模面(NISMS)和动态变量函数(DVF)调节的模型预测滑模控制方法。首先,设计非线性积分滑模面,引入动态变量函数及sigmoid函数设计改进趋近率,并根据非线性积分滑模面及改进趋近率设计滑模速度控制器;其次,设计滑模观测器用于观测转速及转子位置跟踪信息;最后,设计模型预测控制器,对输出电流进行预测控制。仿真结果表明,采用NISMS及DVF调节的控制方法可有效提高转速跟踪效果,减小转子位置跟踪误差,提高系统抗干扰性能。 展开更多

关键词 电子水泵 动态变量函数 非线性积分滑模面 模型预测控制 趋近率

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神经网络解耦预测函数控制 被引量：7

18

作者 贺国艳 杨马英 俞立 《控制工程》 CSCD 2002年第4期63-65,70,共4页

结合解耦思想研究多变量系统预测函数控制。通过引入神经网络补偿环节 ,对多变量系统解耦 ,在此基础上 ,对解耦后各子系统进行单变量预测函数控制 ,以确定各个控制量。同时基于系统脉冲传递函数 ,得到单变量PFC控制器的显式表达式。仿... 结合解耦思想研究多变量系统预测函数控制。通过引入神经网络补偿环节 ,对多变量系统解耦 ,在此基础上 ,对解耦后各子系统进行单变量预测函数控制 ,以确定各个控制量。同时基于系统脉冲传递函数 ,得到单变量PFC控制器的显式表达式。仿真表明 ,该算法有较好的跟踪特性 。 展开更多

关键词 神经网络 解耦控制 预测函数控制 多变量系统

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定量水分预测函数多变量控制的研究 被引量：3

19

作者 赵江 张泉灵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期455-457,共3页

造纸工业抄纸过程中,定量和水分的控制品质直接影响纸张的质量。针对其中存在的大时滞、大惯性以及强耦合的特点,提出了基于一阶加纯滞后对象的多变量预测函数控制算法。通过优化多变量性能指标求得控制律,并参考Smith预估思想对滞后时... 造纸工业抄纸过程中,定量和水分的控制品质直接影响纸张的质量。针对其中存在的大时滞、大惯性以及强耦合的特点,提出了基于一阶加纯滞后对象的多变量预测函数控制算法。通过优化多变量性能指标求得控制律,并参考Smith预估思想对滞后时间进行补偿。定量水分系统的仿真结果说明了该算法能较好地达到控制性能的要求,并具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 定量 水分 多变量预测函数控制 一阶加纯滞后

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基于Laguerre 函数近似模型的多变量系统增量型预测控制的算法 被引量：1

20

作者 钟小芳 蒋中 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第2期22-26,共5页

探讨了基于Laguerre函数近似模型的多变量系统的增量型多步预测、多步控制算法 ,并进行了仿真 。

关键词 Laguerre函数近似模型 预测控制 辨识 多变量系统 增量型 算法

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