多变量预测控制工程应用的控制模型前馈解耦策略

刘建帮^1,2，孙威¹，张宪霞³，马向华⁴，邹涛¹

1. 中国科学院沈阳自动化研究所中国科学院网络化控制系统重点实验室2. 中国科学院大学研究生院3. 上海大学机电工程与自动化学院4. 上海应用技术大学电气与电子工程学院

摘 要：针对多变量预测控制计算量大、控制效果对扰动和模型失配敏感等特点,提出一种适用于预测控制工程应用的控制模型前馈解耦策略.基于结构分析,保留重要的被控变量与操作变量配对关系,将不重要的被控变量与操作变量配对作为前馈引入进行补偿,简化了系统结构,降低了系统耦合程度,减弱了预测控制器对扰动和模型失配的敏感程度,极端情况下形成的单入单出或小规模多入多出系统有效减小了在线计算量;基于分布式预测控制思想,给出控制模型前馈解耦策略的分散优化策略,进一步减小了系统规模和在线计算量.最后,通过仿真验证了所提策略的可行性与有效性.

关键词：多变量预测控制;控制模型;前馈解耦;结构分析;集中优化;分散优化;