多变量广义预测控制的快速算法.pdfVIP

中文核心期刊 (微计算机信息》(测控自动化)2005年第21卷第3期 多变量广义预测控制的快速算法 FastAlgorithmofMultivariableGeneralizedPredictiveControl 清岛科技大学)金元郁 庞中华 红 Jin,YuanyuPang,Zhonghua Hong 摘要:针对传统广义预测控制算法的计算量大这一缺陷，通 Y(t+1)=YA,Y(t+l一)+‘艺B,AU(t-d一)+‘艺C,E(t+一‘)‘(1) 过对未来的控制序列的离线近似计算，而只精确求解当前 其中，y(t),AU(t)和E(t)分别表示N维输出列向量，M维输入 时刻要实施的控制量，提出了一种广义预测控制的快速算 列向量和R维零均值独立的白噪声序列，d+1为系统的时滞。 法。该算法简单，适用于任意维输入任意维输出(ADIADO)线 性系统。由于不必求解Diophantine方程，并在求解逆矩阵 人,(i=l,2,...,n),B,,(i=0,l,...,m)和C,,(i=O,l，二，r)分别是NxN 时，降低了逆矩阵的维数，从而大大减小了在线计算量。仿 NxM和NxR维矩阵。 由式(1)确定的系统将来时刻的最小方差输出预测模型为 真结果证实了该算法有效性和实用性。 关健词:多变f系统;广义预测控制;快速算法 Y=玖+GAU (2) 中图分类号 :TP13 文献标识码 :A 极小化 目标函数 文章编号:1008-0570(2005)03-0038-02 J=E{(Y-Y,)T(Y-Y,)+AUTAU) (3) 得系统当前时刻的控制增量为 Abstract:Toavoidtheshortcomingofthetraditional(previous) AAUU((tt))=-1[/1M、,，O0M、*},，一...,O0M、*,,]j((GGTG+yl)一，GTY(,一Y) “) generalizedpredictivecontrol (GPC) algorithms, toolarge 其中GTG为印一d)Mx印一d)M维矩阵。 amountsofcomputation,afastalgorithmofmultivariablegener- alizedpredictivecontrolispresentedinwhichonlythecurrent 3广义预测控制的快速算法 controlactionsarecomputedexactlyonlineandtherest(the futurecontrolactions)areapproximatelydoneoffline.Thealgo- 根据预测控制的基本原理可知，其每一时刻在线优化的优 rithmissimpleandcanbeusedinthearbitary-dimensioninput 化变量为优化区间上的一组控制序列，包括当前时刻和未来时 arbitary-dimensionoutput(ADIADO)linearsystems.Bec