高效显式模型预测控制在两容水箱中的应用

来源：计算机测量与控制杂志2016年第4期北京时间：

作者：杨璞,王宇红

摘要：针对一类具有分段仿射形式的混杂系统模型的控制方法问题,提出了一种高效显式模型预测控制算法；该算法通过将最优控制问题转化为多参数规划问题,离线求得具有分段仿射形式的显式控制器；在线过程,应用一种新的搜索算法,它能够快速准确地对系统状态点进行定位,确定其所属的控制器分区,再根据该分区所对应的子控制率,进行简单的线性运算,即可得到系统的输入；该控制方法避免了反复的在线优化计算,大大减少了计算量,并且,在线计算的速度更快,控制的实时性更好；将该算法应用到具有典型混杂特性的两容水箱系统中,仿真结果表明:水箱的液位从初始液位能够快速平稳的达到期望的液位,且与其它的控制算法相比较,该算法更加高效。

关键词：分段仿射模型;显式模型预测控制;在线计算;两容水箱

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61403420)；山东省自然科学基金资助项目(2013ZRE28089)。