积分对象模型预测控制研究

来源：电子测量技术杂志2023年第3期北京时间：

作者：张帅杰，臧春华，苏宝玉，孟庆鑫

单位：1.沈阳化工大学信息工程学院 沈阳 110142; 2.沈阳华控科技发展有限公司 沈阳 110179

摘要：预测控制系统存在响应时间较大或者包含积分环节的非自衡对象系统时，为改善控制效果，需要加大预测时域，由于优化存在于预测时域中，数值求解过程可能随着预测时域过长陷入病态。为此，提出一种指数加权的渐进稳定优化策略。首先，对状态空间模型重构以嵌入积分作用简化反馈校正环节，同时引入Laguerre函数进一步提升MPC执行效率；然后，在预测控制设计中使用指数加权将模型特征值规定在单位圆内，保证模型的稳定；最后，通过修改权重矩阵实现长预测时域优化控制的闭环渐近稳定性。对包含积分对象的单变量及多变量系统进行仿真验证，仿真结果表明：提出的MPC算法可有效避免数值解病态，同时提升系统的动态及稳态性能。

关键词：积分对象;模型预测控制;指数加权;模型重构