[发明专利]MIMO异因子全格式无模型控制方法

摘要

本发明公开了一种MIMO异因子全格式无模型控制方法，针对现有的采用同因子结构的MIMO全格式无模型控制方法的局限性，也就是：在k时刻针对控制输入向量中的不同控制输入只能采用相同数值的惩罚因子与相同数值的步长因子的局限性，提出了一种采用异因子结构的MIMO全格式无模型控制方法，在k时刻针对控制输入向量中的不同控制输入可采用不同数值的惩罚因子和/或不同数值的步长因子，能够解决强非线性MIMO系统等复杂对象中存在的各个控制通道特性各异的控制难题。与现有的控制方法相比，本发明具有更高的控制精度、更好的稳定性与更广的适用性。

主权项

1.MIMO异因子全格式无模型控制方法，其特征在于：当被控对象为MIMO(Multiple Input and Multiple Output，多输入多输出)系统时，所述MIMO异因子全格式无模型控制方法计算k时刻第i个控制输入u_i(k)的数学公式如下：如果控制输入线性化长度常数Lu＞1，则：如果控制输入线性化长度常数Lu＝1，则：其中，k为正整数；m为所述MIMO系统控制输入总个数，m为大于1的正整数；n为所述MIMO系统输出总个数，n为正整数；i表示所述MIMO系统控制输入总个数中的第i个，i为正整数，1≤i≤m；j表示所述MIMO系统输出总个数中的第j个，j为正整数，1≤j≤n；u_i(k)为k时刻第i个控制输入；Δu_iu(k)＝u_iu(k)‑u_iu(k‑1)，iu为正整数；e_j(k)为k时刻第j个误差，即k时刻误差向量e(k)＝[e₁(k),…,e_n(k)]^T的第j个元素；Δy_jy(k)＝y_jy(k)‑y_jy(k‑1)，y_jy(k)为k时刻第jy个输出实际值，jy为正整数；Φ(k)为k时刻MIMO系统伪分块雅克比矩阵估计值，Φ_p(k)为Φ(k)的第p块，φ_j,i,p(k)为矩阵Φ_p(k)的第j行第i列元素，||Φ_Ly+1(k)||为矩阵Φ_Ly+1(k)的2范数；p为正整数，1≤p≤Ly+Lu；λ_i为第i个控制输入的惩罚因子；ρ_i,p为第i个控制输入的第p个步长因子；Ly为控制输出线性化长度常数，Ly为正整数；Lu为控制输入线性化长度常数，Lu为正整数；针对MIMO系统，所述MIMO异因子全格式无模型控制方法将i的取值遍历正整数区间[1,m]内的所有值，即可计算得到k时刻控制输入向量u(k)＝[u₁(k),…,u_m(k)]^T；所述MIMO异因子全格式无模型控制方法具有异因子特征；所述异因子特征是指针对正整数区间[1,m]内任意两个互不相等的正整数i与x，在采用所述控制方法对MIMO系统进行控制期间，如下(Ly+Lu+1)个不等式中至少有一个不等式成立：λ_i≠λ_x；ρ_i,1≠ρ_x,1；…；ρ_i,Ly+Lu≠ρ_x,Ly+Lu。