[發明專利]用于工業水槽液位串級預測控制系統的一致性約束方法

有效

• 申請號: 201310017758.1
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103048923A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 謝磊;王燕青;蘇宏業
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B13/00
• 分類號: G05B13/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種用于工業水槽液位串級預測控制系統的一致性約束方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立用于工業水槽液位串級預測控制系統的外回路PFC控制器的控制結構模型和內回路PID控制器的控制結構模型；

2)判斷外回路PFC控制器和內回路PID控制器是否約束一致，如果一致則進行步驟3)，如果不一致，則返回步驟1)重新建立外回路PFC控制器的控制結構模型和內回路PID控制器的控制結構模型；

3)在外回路PFC控制器和內回路PID控制器約束一致的情況下，采用約束回退算法，將內回路PID控制器約束預先加載于外回路PFC控制律的計算過程中，并獲得外回路PFC控制器在進行優化計算時新的約束條件集；

4)外回路PFC控制器在新的約束條件集下進行優化計算，獲得內回路PID控制器的設定值，并將該設定值提供給內回路PID控制器，使內回路跟蹤該設定值。

2.根據權利要求1所述的一種用于工業水槽液位串級預測控制系統的一致性約束方法，其特征是：在步驟1)中，建立用于工業水槽液位串級預測控制系統的外回路PFC控制器的控制結構模型和內回路PID控制器的控制結構模型，

所述外回路PFC控制器的控制結構模型為

uext(k)=(SPext-yp(k))(1-λexth)-ym(k)amexth+ym(k)Kmext(1-amexth)---(1-1)]]>

式中，下標p表示過程；

u_ext(k)為k時刻外回路PFC預測函數控制器的輸出；

SP_ext為外回路PFC預測函數控制器的設定值；

y_p(k)和y_p(k+h)分別表示k時刻與k+h時刻工業水槽液位串級預測控制系統的輸出；

表示k時刻偏差ε_ext(k)＝SP_ext-y_p(k)到k+1時刻偏差ε_ext(k+1)＝SP_ext-y_p(k+1)的衰減系數；

T_s為采樣周期；

CLTR為一階離散系統閉環響應時間，即到達95％設定值的時間；

為外回路PFC預測函數控制模型衰減系數；

T_m為模型時間常數；

K_mext為模型增益；

令內回路采用比例P控制，設控制器增益為K_int，則所述內回路PID控制器的控制結構模型為

u_int＝(SP_int-y_p(k))K_int????(1-2)

式中，u_int為內回路控制器的輸出；

SP_int為內回路的設定值；

y_p^(k)為k時刻工業水槽液位串級預測控制系統的輸出；

K_int為內回路控制器增益。