[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)滯系統(tǒng)改進(jìn)自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011277254.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN112327628A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康琦;包晗秋;張林;曲毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江康(上海)科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 潘劍敏

1.一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)滯系統(tǒng)改進(jìn)自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于：包括：根據(jù)時(shí)滯系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，利用改進(jìn)的自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制器，建立基于廣義預(yù)測(cè)控制算法的模型，實(shí)現(xiàn)過程控制參量的實(shí)時(shí)在線估計(jì)，具體包括以下步驟：

步驟1：確定時(shí)滯系統(tǒng)被控變量和控制變量，采集時(shí)滯系統(tǒng)輸入輸出歷史數(shù)據(jù)，建立歷史數(shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、初始化；

步驟2：進(jìn)行預(yù)測(cè)模型建模，設(shè)置初值待估向量初值中間變量值P(0)、遺忘因子記憶長(zhǎng)度m、遺忘因子參數(shù)σ(k)的均方差σ_τ(k)；

步驟3：通過時(shí)滯系統(tǒng)輸入輸出歷史數(shù)據(jù)，采用時(shí)變遺忘因子遞推最小二乘法，得到時(shí)滯系統(tǒng)帶控制量的自回歸積分滑動(dòng)平均模型，通過所述自回歸積分滑動(dòng)平均模型預(yù)測(cè)控制算法求解控制變量；

步驟4：對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化控制，設(shè)置控制參數(shù)最小輸出長(zhǎng)度N₁、預(yù)測(cè)長(zhǎng)度N_p、控制長(zhǎng)度N_c以及控制加權(quán)矩陣Γ，輸出柔化系數(shù)α；求解Diophantine方程，設(shè)計(jì)GPC控制律，計(jì)算并實(shí)施控制量；

步驟5：得到控制量后，作用于時(shí)滯系統(tǒng)，把當(dāng)前時(shí)刻的控制量作為新的輸入輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)作為歷史值儲(chǔ)存，采集新的輸入輸出數(shù)據(jù)，并返回步驟1，更新時(shí)滯系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)滯系統(tǒng)改進(jìn)自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于：所述輸入輸出數(shù)據(jù)由生產(chǎn)過程中被控變量和控制變量的歷史數(shù)據(jù)分析獲取。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)滯系統(tǒng)改進(jìn)自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于：所述建立歷史數(shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、初始化，具體如下：

構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)庫Ψ＝{(X_i,Y_i),i＝1,ggg,N_Ψ}，其中，(X_i,Y_i)為歷史輸入輸出數(shù)據(jù)，N_Ψ為歷史數(shù)據(jù)庫的容量，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)于異常值采用替代，其中，異常值為高于歷史數(shù)據(jù)中最大值的2倍或者值為零的變量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)滯系統(tǒng)改進(jìn)自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于：所述采用時(shí)變遺忘因子遞推最小二乘法，具體如下：

σ(k)＝mσ_τ(k)，

式中，為數(shù)據(jù)向量，為數(shù)據(jù)向量的轉(zhuǎn)置，Δy(k)為輸出的增量，θ^％(k)為待估向量，θ^％(k-1)為上一時(shí)刻的待估向量，γ(k)、P(k)、λ(k)為時(shí)變遺忘因子遞推最小二乘算法在k時(shí)刻中間變量，P(k-1)為時(shí)變遺忘因子遞推最小二乘算法在k-1時(shí)刻的中間變量，σ(k)為時(shí)變遺忘因子，m為遺忘因子的記憶長(zhǎng)度，σ_τ(k)為σ(k)的均方差。