[发明专利]基于广义预测控制的手自动切换方法

说明书

本发明公开了一种基于广义预测控制的手自动切换方法，构建广义预测控制模块的模型，其函数表达式如下，PΔu(t)＝Qw(t)‑Sy(t)。当由广义预测控制模块切换至手动控制模块或PID控制模块时，所述被控对象模型的输入u(t)、所述被控对象模型的输出y(t)反馈至广义预测控制模块，P＝[10…0]_1×Nu；其中，n_A、n_B表示阶次，N_u表示控制时间；当由所述手动控制模块或所述PID控制模块切换至所述广义预测控制模块时，Q＝Q₀、S＝S₀、P＝P₀；其中，Q₀为广义预测控制最优解参数；S₀为广义预测控制最优解参数；P₀为广义预测控制最优解参数。本发明还公开一种基于广义预测控制的手自动切换系统。本发明具有广义预测控制与PID控制或手动控制相互切换无扰动的优点。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，特别涉及基于广义预测控制的手自动切换方法。

背景技术

在自动控制领域，存在一类控制对象，其具有大惯性、大时延、强噪声等特性，例如火电机组主汽温、再热汽温系统均属于这一类典型的热工对象。目前针对这类控制对象，仍广泛采用传统的PID控制方法，是一种根据设定值与测量值之间的偏差进行反馈校正，属于事后控制，该方法在解决大惯性、大时延的控制问题上，很难起到良好的控制效果。

近年来兴起的预测控制，能够克服了PID控制响应不及时、控制偏差大等缺点，并且易于实现模型在线辨识的自适应功能，因此颇受学者和工程师的喜爱，广义预测控制器便是其中一类。现有主汽温、再热汽温控制等大部分工业系统主要是手动控制和PID控制相结合，现有技术已经能够很好地解决二者之间相互无扰切换的功能。

但是当广义预测控制加入上述二者之中后，手动控制、PID控制和广义预测控制三者之间的切换成为了新的难题，尤其是在广义预测控制与手动控制、广义预测控制与PID控制之间的相互切换。由于广义预测控制无法采用PID控制与手动控制的无扰切换技术，存在着与PID控制或手动控制相互切换时扰动大的缺点，导致该算法在实际应用时往往会造成系统不稳定的现象。

发明内容

本发明旨在针对现有技术存在的广义预测控制与PID控制或手动控制相互切换时扰动大的缺点，导致在实际应用时，会造成系统不稳定的现象的技术问题。

本发明通过以下技术手段去解决上述技术问题：一种基于广义预测控制的手自动切换方法，

被控对象采用CARIMA模型，其表达式为，

A、B、C是对象的模型参数，均为z^-1的多项式，z^-1表示后移算子，其阶次分别为n_A、n_B、n_C；t为时间因子，表示当前时刻；u(t)为t时刻被控对象模型的输入；y(t+1)为t+1时刻被控对象模型的输出；ξ(t)为t时刻均值为0的白噪声；Δ＝1-z^-1为差分算子；

广义预测控制模块模型t+j时刻后的输出y(t+j)，引入丢番图方程，

1＝E_j(z^-1)AΔ+z^-1F_j(z^-1) (2)

其中，E_j、F_j是由A(z^-1)和预测长度j唯一确定的多项式，e₀…e_j-₁和f₀…f_nA分别为多项式的系数；