预测控制最新算法综述

随着预测控制在工业过程控制中的广泛应用，预测控制在算法和理论研究上都取得了长足进展。本文系统地总结了模型预测控制算法和非线性模型预测控制算法，并对各种算法的特征进行评述，指出预测控制算法存在的问题和研究方向。     

基于深度学习的时间角度控制制导律

针对考虑导弹气动力的时间角度控制制导问题，设计了一种基于深度学习的时间角度控制制导律；设计预测模块对考虑气动力的飞行器剩余飞行时间进行预测，预测模块引入前馈环节融合深度学习方法与理论模型，使用理论模型估计剩余飞行时间，使用深度神经网络估计理论模型的预测误差，提高剩余飞行时间预测精度；将精确剩余飞行时间引入时间角度控制制导律，使飞行时间误差收敛至零附近，最终实现飞行时间和攻击角度的共同控制。通过仿真试验验证了所设计的制导方法能够实现时间角度控制，相对于基于常值速度假设提出的制导律具有更好的制导性能。     

一种新型高超音速导弹的控制模式研究

高超音速导弹的质量矩控制是通过移动导弹内部滑动质量块的位置,使整个导弹的质量中心产生偏移,并利用气动力相对于质心的力矩改变导弹的飞行姿态和攻角,最终实现导弹机动控制的一种控制方式。以弹头为例,在推导出质量矩弹头的动力学方程基础上,通过分析其方程组的特点并结合弹头再入过程中的气动、速度等参数变化规律,给出了质量矩弹头再入过程中宜采用的控制模式,为其控制律的设计提供了必要的理论参考。     

综合火/飞中的空-空导弹火力控制研究

本文研究了空－空导弹攻击在综合火力／飞行控制（ＩＦＦＣ）中的火力控制算法问题。提出利用导弹发射包线（ＭＬＥ）数据来计算瞄准偏差和通过反向插值方法求解允许发射误差（ＡＳＥ）的新方法。该算法实现了导弹攻击在飞行过程中的动态优化，并解决了正向计算ＡＳＥ的困难。最后，将以上火力控制算法联入整个ＩＦＦＣ系统中进行了数字仿真。仿真结果表明，该火力控制算法可满足ＩＦＦＣ系统的需要。     

变风量空调系统的模型预测控制及仿真研究

采用基于模型预测控制策略的多输入多输出(MIMO)控制器对单通道变风量空调系统的控制问题进行了研究.在分析系统工作机理和系统动力学行为的基础上,建立了内部模型的结构,采用实验确定了模型的参数.通过设定参考轨迹、输入输出约束、控制步长、预测步长及加权矩阵,解决了系统的凸二次型优化问题.通过仿真研究和对实际系统的控制,验证了系统的控制效果.     

基于连续滑模控制的主动队列管理算法及仿真

基于一种改进的滑模控制器提出了一种主动队列管理（AQM）算法。采用连续的滑模控制（SMC）方案来取代不连续的切换控制，消除了滑模控制中存在的抖振现象从而使队列跟踪性能得到改善．对于网络模型的不确定性、网络参数的时变性及非TCP适应流所引起的网络抖动试算法具有很强的鲁棒性。仿真结果表明该方法可以使队列长度快速收敛到设定值，同时使队列振荡最小，结果也表明在网络条件变化的情况下，该算法优于传统的PI控制和传统的滑模控制。     

广义预测控制的快速算法及其应用

针对工业过程控制中的典型回路 ,一般采用一阶或二阶系统加纯滞后模型的特点 ,提出了一种快速广义预测控制算法 (FGPC) ,与标准的广义预测控制算法相比 ,该算法具有结构简单 ,在线运算量小的特点 ,比较适用于实时控制 ,并讨论了其中的参数计算。最后以典型工业过程系统的控制仿真验证了所提出算法的有效性。     

基于特征模型的预测函数控制的仿真研究

传统的预测函数控制通常采用一阶的预测模型,该预测模型不能完全表征被控对象,因此使得传统的预测函数控制的鲁棒性受到一定限制。特征模型是一种比动力学模型简单,但能表征被控对象特征的模型。针对预测函数控制算法的缺陷,提出了利用二阶特征模型来构成预测模型。通过与采用一阶预测模型的预测函数控制进行比较,理论分析与仿真实验结果均表明,采用特征模型的预测函数控制具有比一阶预测模型更好的控制效果,该算法在SUPCON-JX300X集散控制系统上实现。     

基于T-S模糊逻辑推理的DFS预测控制方法的研究

高载荷飞行仿真中载人离心机本身的转动惯量较大,在飞行高过载状态离心机的延时控制成为控制系统要解决的主要问题之一。针对这一问题,通过基于T-S模糊逻辑推理建立DFS系统高载荷飞行阶段的模糊规则,经对相关操纵输入量的模糊聚类辨识,在采样点附近采用广义预测控制方法得到当前控制规律,从而实现对飞行仿真的预测控制。仿真试验表明了该方法的科技较好的调节控制规律。     

一种全包线容错飞行控制方案的设计与仿真

基于多模型切换控制思想和模型参考自适应理论,设计无需故障检测与分离模块的全包线容错飞行控制系统.针对飞行包线内所有特征点处的线性定常子模型,建立了高品质的参考模型,而后应用超稳定性理论设计获得一簇自适应控制律,并采用遗传算法对其控制增益进行优化选择.通过配置补偿器在线调节待切换控制器的输出,有效抑制了飞机跨越不同特征点邻域时产生的控制器切换抖动.通过某型飞机纵向运动仿真表明,提出的控制方案具有良好的容错能力.     

扩散炉基于Laguerre函数模型自适应预测控制

主要报告了扩散炉采用Laguerre函数模型自适应预测控制的结果 ,并对这种自适应控制的原理及其算法作了简要概述。基于Laguerre函数模型自适应预测控制系统对扰动和对象参数、结构的变化及非线性具有较强的适应能力。在扩散炉控制中的应用结果表明 ,即使在出现强扰动的场合 ,该系统也具有良好的控制品质     

在基于二阶Adaline网络的广义预测极点配置控制器

为了解决实际应用中非线性被控过程的预测控制问题,把神经网络、广义预测控制和极点配置技术融为一体,提出一个新型自适应神经网络广义预测极点配置加权控制器(GPPWC)。首先提出非线性被控过程的二阶自适应线性神经元(Adaline)网络模型,然后给出基于二阶Adaline网络的GPPWC。仿真结果表明该方案的有效性。     

一种改进的预测函数控制法

采用正弦多项式的基函数形式代替传统的级数多项式,基于离散状态方程建立了一种改进的预测函数控制方法,与传统预测函数控制方法的区别是基函数的响应限制在一确定的范围内,避免了过大的基函数取值,从而获得更好的控制性能和更广泛的适用控制对象。仿真结果表明,该算法在跟踪速度、控制精度、鲁棒性和抑制干扰能力等方面比原有预测函数控制方法更强。     

利用对象输出信息的预测控制新算法

本同了一种利用对象输出信息的预测控制新算法，此算法需调整的参数少，比ＰＩＤ参数容易整定；此算法的计算量少，能用于愉速过程的控制；此算法的鲁棒性好，能用在线性与非线性系统中；经仿真试验证明控制效果很好。     

Multivariable PI Type Generalized Predictive Control

1.INTRODUCTIONTilegelleralizedPredictivecontrolorGPC(Clarkeetal,1987)hasgainedwidespreadac('('1)tall('cillilldllstryaswellasinacademia.Experimentalstudiesandpracticalapplicationshave(lelllollstratedtherobustnessofthecontroller.Exceptformuchaworkdealtwithsillgle-illplltsillgle-output(SISO)linearsystems,peoplealsoextendedGPCtomulti-inputllnllti-olltput(MIMO)linearsystem.Kinnaert(1989)proposedthemultivariableGPCbasedoilt,lleCARIMAmodel.Inanote,Scattolini(1992)presentedtheclosed-lo…     

多变量系统预测函数解耦控制

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。     

全局稳定广义预测自校正控制算法与模型参考适应控制算法

本文为时滞未知的确定性线性系统建立了全局稳定广义预测自校正控制算法。同时推出一种新型稳定离散模型参考适应控制算法，把广义预测自校正控制和模型参考适应控制融为一体。     

约束滚动控制序列的预测控制器在船舶驾驶控制中的仿真研究

本文通过约束预测控制器的滚动优化序列，在控制律的计算中避免了矩阵求逆运算，大大地减少了计算量，有利于控制器的在线实现。仿真结果表明了该控制器的快速性及优良性能。     

基于模糊反馈校正的广义预测控制

针对具有纯时滞和非线性的复杂系统，提出一种基于广义预测控制和模糊反馈校正相结合的控制策略，目的在于抑制模型失配的影响，增强广义预测控制的鲁棒性，建立一种适于实时生产过程的控制方法。仿真结果表明了这一算法的有效性。     

一种鲁棒自校正预测控制的简化算法

给出了鲁棒自校正预测控制的简化算法。主要内容有 :对系统参数的鲁棒辨识方法 ;预测控制的简化算法 ;鲁棒极点配置方法 ,以及自校正控制的简化算法。在全部算法中 ,控制结构简单 ,而控制效能却很优越。仿真结果表明 ,所给的控制算法是成功的