[发明专利]一种单步乘数型预测函数控制设计方法

权利要求书

1.一种单步乘数型预测函数控制设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)工业过程控制系统中的一阶惯性环节加纯迟延对象作为预测被控模型，当采用一个阶跃函数时，得出最优控制律，令预测步长为1得到一种单步最优控制律；

2)根据被控对象迟延为0和不为0两种情况设计相应的乘数系数，得到具体的最优控制律；

3)对最优控制律进行仿真验证；

步骤1)中，所述的预测被控模型为：

式中，K_m为对象增益，T_m为对象惯性时间，T_d为对象延迟时间；

当采用阶跃函数时有：

u(k+i)＝u(k),i＝1,2...H-1， (2)

式中，u(k+i)为第k+i时刻被控对象的控制量，u(k)为第k时刻被控对象的控制量，H为预测时域；

当T_d＝0时，通过将对象离散化，并对性能指标求偏导获得最优控制律为：

式中，c(k+H)为第k+H时刻被控对象的设定值，c(k)为第k时刻被控对象的设定值，y(k)为第k时刻被控对象的输出，y_m(k)为第k时刻预测被控模型的输出，T_R表示设定值滤波时间常数，T_s表示采样周期；

令H＝1，则上式得：

由于是阶跃信号，c(k+1)＝c(k)，因此上式得：

式中，e(k)＝c(k)-y(k)，令为调整系数；

步骤2)中，当对象T_d＝0时，调整系数为当对象有纯迟延T_d≠0时，设置调整系数为其中，0λ1为权重系数，

将上述调整系数带入公式(5)中并展开得出下式：

2.根据权利要求1所述的单步乘数型预测函数控制设计方法，其特征在于，λ＝0.7。

3.根据权利要求1或2所述的单步乘数型预测函数控制设计方法，其特征在于，所述的采样周期T_s为4-6秒。

4.根据权利要求1或2所述的单步乘数型预测函数控制设计方法，其特征在于，所述的设定值滤波时间常数为10-20秒。