[发明专利]一种频域约束的模型预测控制器

摘要

本发明公开了自动控制领域的一种频域约束的模型预测控制器，包括控制器输入用于接收控制输入量u(t)∈Rm1；控制器输出用于输出测量输出量y(t)∈Rp1；过程模型单元用于构建满足下列条件的预测模型y(t)＝N(t)D-1(t)u(t)+Gyd(t)a(t)；其中E{a(t)}＝0；u(t)＝-Cy(t)，其中C为最优线性二次目标函数过程控制单元用于将性能变量z(t)转换为z(t)＝Gzuu(t)+Gzdd(t)，其中令其中和分别为伪逆矩阵，组合器单元用于给定的ε>0,α>0和ωc>0，构建一个稳定的有理矩阵函数B，以满足模型预测的要求。其技术效果是其在参考跟踪和干扰抑制之间建立一个很好的平衡，能够大大降低控制中的在线运算量。

主权项

一种频域约束的模型预测控制器,其特征在于:包括控制器输入：用于接收控制输入量u(t)∈Rm1；控制器输出：用于输出测量输出量y(t)∈Rp1；过程模型单元：用于构建满足下列条件的预测模型：y(t)＝N(t)D‑1(t)u(t)+Gyd(t)a(t)；其中E{a(t)}＝0；以及u(t)＝‑Cy(t)，其中C为最优线性二次目标函数过程控制单元：用于将性能变量z(t)转换为z(t)=θ1200R12y(t)u(t)=θ12y(t)R12u(t)=θ12GyuR12u(t)+θ12Gyd0d(t),]]>并令Gzu=θ12GyuR12,Gzd=θ12Gyd0;]]>令Gzu+=[Gzu1Gzu2],Gzd+=[Gzd1Gzd2],]]>其中和分别为伪逆矩阵；组合器单元：用于给定的ε>0,α>0和ωc>0，构建一个稳定的有理矩阵函数B，满足以下条件：a)(GzuGyd)+GzdB是镇定的，其中(GzuGyd)+为GzuGyd的伪逆矩阵；b)||I-B(jω)||<ϵ,∀ω<ωc;]]>c)||I-B(jω)||<1+α,∀ω≥ωc;]]>d)I‑B(jω)在矩阵G的CRHP极点有精确的CRHP零点，并包括多重零点，其中G=GyuGydGzuGzd;]]>e)Gzd,Gyd,Gzu或Gyu的每个CRHP零点ζ，都不是G边界的一个极点，即：mzd(ζ)+mB(ζ)≥mD(ζ)+mzu(ζ)+myd(ζ)+mD‾(ζ);]]>其中其中D或的每个CRHP零点σ都不是G的一个零点，且mB(σ)≥mD(σ)+mD‾(σ).]]>