动态矩阵控制的鲁棒性分析及其参数调整方法

基于设计的点预测控制器及其鲁棒性分析,得到的任意动态矩阵控制器都可以由点预测控制器的加权和表示,而其鲁棒性亦可由点预测控制器的鲁棒性加权和近似表示.本文进一步分析了为改善预测控制中的矩阵求逆条件和控制器的稳定性而采取对预测控制器的控制增量△u(t)加入惩罚因子后的鲁棒性,得到其鲁棒性不小于原控制器,并在此基础上分析了控制器参数对系统鲁棒性的影响和为提高鲁棒性而进行参数调整的方法,为动态矩阵控制在过程控制中的应用提供指导.     

具有比例积分结构的模型算法自适应控制器

通过构造新型目标函数,并且采用加权预测控制律代替一步预测控制量,得出了一种具有比例加积分结构的自适应模型算法加权控制器．该控制器能实现无偏差跟踪参考输入轨迹．仿真结果表明,对于时变对象,新算法自适应控制比基本型模型算法控制具有更强的鲁棒性．     

基于动态矩阵的永磁同步直线电机速度控制

为了改善直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,使电机稳定运行,基于预测控制理论,设计了适用于直线电机速度环控制的动态矩阵控制器,将传统的直线电机三闭环控制系统中的速度环PID控制器替换为动态矩阵控制器,并分别搭建基于PID速度控制器和动态矩阵速度控制器的永磁同步直线电机三闭环仿真模型,在此基础上给控制系统施加阶跃信号,并进行突加负载和突减负载的仿真,将2种控制器控制下的系统响应结果进行对比。仿真结果表明,当速度环采用动态矩阵控制后电机的响应速度更快,超调更小,使电机速度更快达到稳定。改进后的速度环控制器提高了直线电机控制系统的鲁棒性,改善了直线电机的动态响应性能,提高了控制系统的抗扰动能力,有利于电机在负载变化较大的情况下运行。     

动态矩阵控制的稳定性分析

对预测控制中的内模控制进行了研究，并以此为基础，将动态和左阵控制化为内模控制结构，由动态矩阵控制多项式得到其重要的稳定性结论，对稳定的动态矩阵控制器设计具有指导作用，。     

PID型大范围预测自校正控制器的设计与实现

本文通过对一般的大范围预测控制中目标函数的改进，导出了具有ＰＩＤ结构的新型大范围预测自校正控制计算法，使得控制器的动态性能及鲁棒性得到加强。本文还给出了这种方法的实现步骤，进行了数值仿真实验。仿真结果验证了该项控制器的有效性。     

一种基于遗传算法的多模型预测控制方案

针对时滞系统的特点,提出一种基于遗传算法的多模型预测控制方法.利用多个模型逼近整个被控对象的动态特性,针对每个子模型,设计相应的子控制器,通过加权的方式,将有限个控制量映射成最终的控制量;子控制器采用预测控制算法,利用遗传算法得到权值的全局最优解;比较该控制方案和PID控制在时滞系统中的应用效果.仿真结果表明：该算法不但克服了建模的不精确性和参数的时变性,使系统具有良好的控制性能,而且具有较强的鲁棒性.     

阶梯式动态矩阵控制及在温度控制系统中的应用

论文针对预测控制算法需要进行复杂矩阵运算的缺点，把阶梯式控制策略运用在动态矩阵控制算法中，使矩阵运算变成标量运算，计算大为简单，而且鲁棒性增强，很适合于实际应用，文中给出的电烤箱控制效果显示出算法的优良性能。     

具有鲁棒性的多变量预测控制仿真研究

文中利用预测控制中动态矩阵控制算法对多变量系统进行控制仿真研究,同时以控制领域流行的Matlab/Simulink仿真软件实现其预测控制算法,领导 具研究证明预测控制对多变量系统具有较好的控制作用和满意的鲁棒性。     

行为逼近的动态矩阵控制算法

通过改进动态矩阵预测控制算法中的目标函数，使得对象响应的动态行为更加逼近参考轨迹的动态行为；控制响应中平稳，系统更具鲁棒性；改善了控制品质，同时也不增加太多的计算量，仿真结果表明了这种算法的有效性。     

可逆冷连轧卷取张力系统中的预测控制应用

针对某双机架可逆冷连轧卷取机卷取张力控制中存在的张力波动问题，引入预测控制算法，在间接-直接张力复合控制思想的基础上，采用动态矩阵预测控制器代替原系统张力PI调节器的方法。计算机仿真结果表明系统动态特性改善，保证了张力控制的精度。     

DMC-PID串级控制在CVT速比控制系统中的应用

通过分析CVT速比控制系统的结构及基本控制原理,确定该系统具有时滞弱非线性特性,论述了常规PID控制算法以及单一的DMC控制算法应用于该系统的局限性.针对这一问题,设计了DMC-PID串级预测控制算法,该算法将经过PID校正的速比控制系统作为广义的控制对象,用DMC预测算法在线滚动优化控制参数,在优化过程中利用实测信息不断进行反馈校正,充分发挥DMC算法的超前预测性和强鲁棒性以及PID控制算法的抗干扰能力.台架实验结果表明,与常规的PID算法相比,该算法能有效减小速比跟踪过程中的波动,超调量由14%下降为4%,过渡时间由6 s缩短为4.5 s,提高了系统的动静态性能.     

基于GM（1,1）灰色预测模型的营养液控制仿真研究

应用灰色预测控制理论中的GM(1,1)模型对营养液状态量进行预测,在此基础上进行营养液控制系统的预测控制仿真.仿真结果表明,灰色预测控制能很好地解决营养液系统的非线性、滞后问题,提高系统的控制水平和精度,具有鲁棒性好、跟踪快速和抑制干扰能力强等特点.     

高阶位置伺服系统的非线性变结构双模控制

针对伺服系统在快速性、准确性和鲁棒性等方面的较高要求 ,提出了一种非线性变结构双模控制器 .在偏差较大时采用具有时变、非线性、“时间次优开关超平面”的滑模控制 ,以保证系统的鲁棒性和快速性 ;在偏差较小时 ,根据状态变量的幅值可自动转化为线性二次型 PI控制 ,以保证系统的准确性 .仿真结果表明本方案的有效性 .     

基于反馈控制系统实时寿命预测的延寿策略研究

针对反馈控制系统性能因执行器隐含退化而无法满足控制任务时限要求的问题,提出了一种基于反馈系统实时寿命预测的动态矩阵控制(DMC)延寿方法.该方法首先基于Wiener和Poisson过程,建立了更加贴合执行器实际退化过程的复合模型;其次,通过分析执行器隐含退化对控制系统性能的影响给出了系统剩余寿命(RUL)的解析解,实现了系统RUL的实时快速预测;接着依据RUL的预测信息并结合DMC方法,通过在线针对性地对约束矩阵Q和R元素值的共同调整来延长系统的RUL,确保了控制任务时限性要求的目标达成;最后以双容水箱液位系统验证了本文方法的有效性,且较已有的LQR方法延寿效果和鲁棒性都更优.     

基于动态矩阵控制的自主移动机器人模型预测控制方法研究

自主移动机器人运动转向系统的精确控制是其实现直线运行、原地转向功能和完成自主巡航、自治搬运任务的重要基础。为实现对机器人运行转向系统的有效控制,通过分析自主移动机器人的运动转向系统的数学模型,构建出传递函数的表达形式,提出了一类基于动态矩阵控制(dynamic matrix control, DMC)的模型预测控制方法。此外,面向自主移动机器人的运动转向系统,利用Matlab平台开展了基于DMC的模型预测控制方法的仿真研究,仿真结果表明,在运动转向系统的控制过程中,基于DMC的预测控制方法同传统比例-积分-微分(proportion-integral-derivative,PID)控制器相比,在抑制超调、防止稳态误差等方面具有更强的控制性能;开展针对模型失配问题的仿真研究,进一步证明了该算法的鲁棒性和适应能力。同时,通过无障碍和有障碍两类情形下的机器人行走实验,验证了机器人运动系统的有效性。     

动态矩阵控制算法的改进和应用研究

推导了改进的动态矩阵控制算式,对其特性进行了理论分析和数字仿真,证明了该算法可以用于解决具有纯滞后的过程和非最小相位过程的控制问题,并且具有极强的鲁棒性。为了使该算法能适应时变过程的控制需要,加入了脉冲响应系数辨识,并对这种辨识进行了简化。在数字仿真的基础上,作者用Z-80汇编语言编制了自适应动态矩阵实时控制软件,闭环模拟实验证明了该控制软件可以广泛地应用于实际过程控制。     

动态校正的PI型广义预测控制器及其在反应釜系统中的仿真研究

提出了一种新型的广义预测控制器。由于在控制器的设计中,进行了预测误差的动态校正,并且控制器采用了比例积分型(PI)目标函数,因此该控制器对未建模动态具有很强的鲁棒性。应用低阶的模型对一个强放热的化学反应釜模型进行的仿真研究检验了该方法的有效性。     

基于准确预报的自适应广义预测控制器

基于受控系统多时域输出预测误差的历史信息，对未来输出预测值进行在线修正。提出了一种能抑制模型对控制器产生影响的准确预报广义预测控制器及相应的自适应算法。理论分析及仿真结果表明了该算法具有较强地鲁棒性．     

参数自调整Fuzzy＋I调节器

本文针对常规模糊控制系统存在的稳态误差，对设定值的跟踪性能差等缺陷，提出一种参数自调整Ｆｕｚｚｙ＋Ｉ调节器，用智能积分器来消除稳态误差，在线自调整调节器参数以改善动态特性。计算机仿真表明这种调节器有良好的动态特性，静态特性与很强的鲁棒性。     

IMC离散自适应系统

ＩＭＣ自适应控制系统是由ＩＭＣ控制器、跟踪模型和内模型构成的。介绍ＩＭＣ控制器的设计,控制器的设计是ＩＭＣ离散自适应系统的关键问题,根据鲁棒法要求,控制器必须同时对设定点响应与扰动响应均有良好的动态品质。