基于动态PLS框架的多变量无静差预测控制

来源：浙江大学学报·工学版杂志2016年第4期北京时间：

作者：金鑫, 梁军

单位：浙江大学 控制科学与工程学院,浙江 杭州 310027

摘要：针对动态偏最小二乘(DyPLS)建模方法容易导致模型与实际系统的失配,使控制系统产生静差的问题,提出基于DyPLS框架的多变量系统无静差模型预测控制(MPC)方法.将基于状态空间模型的MPC方法推广到DyPLS框架下.在内模型中采用状态空间模型描述系统的动态过程,利用该模型设计MPC控制器.该方法将内模型的状态作为控制系统的反馈,由于模型的失配导致该状态不能准确地描述系统的实际状态,导致了静差的存在.对该框架下的状态空间模型进行增广,引入扰动模型,利用状态观测器估计系统输出与模型输出的偏差.给出该增广模型的能观测性条件.为了采用卡尔曼滤波器的方法求取观测器的增益矩阵,分析原空间的数据投影到潜变量空间后变量方差的变化情况.该方法在控制中引入了输出反馈,保证了控制的无静差跟踪特性,能够抑制系统中的不可测扰动.Jerome Ray的精馏塔模型的仿真结果验证了该方法的有效性.

关键词：

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61174114,U1509203)；教育部高校博士点基金优先领域资助项目(20120101130016)；浙江省公益性技术应用研究计划资助项目(2014C31019).