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文章编号:———
模糊理论在预测函数控制上的应用
赵景波,赵景晖
.海军潜艇学院,山东青岛;、中安保险公司哈尔滨公司,黑龙江哈尔滨
摘要:针对预测函数控制中模型失配的影响,提出了用模糊推理对控制量进行补偿的新型
预测函数控制。并将基于模糊补偿的预测函数控制应用于锅炉燃烧控制系统,通过连续系
统仿真,结果表明这种新型控制器具有较强的鲁棒性。
关键词:模糊推理;预测函数控制;连续系统仿真
中图分类号:. 文献标志码:
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预测函数控制,简制量与一组相应于过程特性和跟踪设定值的函数有
称方法是基于预测控制原理控制研究中发展关。因此每一时刻计算的控制量等于一组事先选定
起来的一种新型的预测控制算法,具有算法简单、的函数线性组合,这些函数称为基函数。用这些基
计算量小、跟踪快速等特点。单纯采用预测模型进行函数的已知过程响应,通过对目标函数进行优化计
过程输出值的预测只是一种理想的方式,因为实际算,得到各基函数的权系数而求出相应的控制量。
过程中存在非线性、时变以及干扰等因素,基于预测为方便起见,的预测过程模型采用离散状
模型得到的输出预测值不可能与实际完全相符,模态方程形式的参数模型。其离散状态方程描述为
型失配严重时甚至可能从根本上破坏控制的稳定一一
性。为了更好地提高预测函数控制的鲁棒性,尝试用
模糊推理的方式对误差进行补偿,即控制量为预测,,⋯
函数控制量与模糊补偿量之和的新型预测函数控制。控制量被当作基函数的线性组合,基函数的选
择与过程的特性和跟踪设定值有关。通常可取为阶
预测函数控制跃、斜坡、抛物线等函数。
预测函数控制具有一般预测控制的三大特点:
∑. ,⋯,一
预测模型、滚动优化、反馈校正,与其他预测控制算
法的最大区别在于注重控制量的结构形式,认为控式中:为在时刻的控制量;
. 为第
收稿日期:——;修订日期:——
作者简介:赵景波一,山东东平人,硕士,讲师,研究方向为控制理论及应用。
目
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个采样周期时基函数的取值; 为基函数的个数; 两个输入模糊变量和输出控制补偿量△“的隶
为预测优化时域长度; 为线性组合系数,需优属函数形状均为三角形,如图所示。采用不均匀分
化计算。布有助于提高系统的控制精度,共有个模糊子集:
为防止出现控制量剧烈变化和超调等现象,需,,,,,,。制定模糊规则的根据
引入一条在预测时域内的指数曲线作为参考轨迹: 是:如果时刻为正大,且也为正大。说明
一【一误差有进一步增大的趋势,那么可以推断时刻过
式中:∞为时刻的参考轨迹值; 程的输入太小,应增大时刻控制器的输出,故△
为时刻的设定跟踪值;为时刻的被为正大;同样为正大,若为零,说明误差变化趋
控对象输出测量值; :一卫/, ; 为采样周势不变,控制量可以减小一些,故△为正中;若
期;为闭环响应时间。为负大,说明误差有减小的趋势,控制量可以降到最
预测时刻的过程输出为: 小,故△“为正小。相反,如果时刻为负大,
且也为负大,那么可以推断时刻过程的输入太
式中: