基于优化LQG基准的预测控制系统经济性能评估

摘要

预测控制作为一种处理多变量复杂有约束过程控制系统的先进控制策略，被越来越多地投运到实际工业系统中。然而在实际中，预测控制器在投运使用一段时间后，会因系统外界或内部等不确定因素的影响导致控制器的工作点偏离设定工作点，性能变差。预测控制器的稳定高效运行需要性能监控和评估技术的支持，经济性能评估技术由此而来。其主要思想可以概括为：通过对系统可达最小输出方差的估计得到系统的最优工作点和最优经济性能，根据评估结果对预测控制器的相关参数进行调节，重新设定其工作点，使系统达到最优的经济性能。
　　本文以预测控制系统经济性能评估为主要研究内容，主要进行了如下工作的探讨：首先针对传统LQG基准求取过程中LQG离散点分布不均匀，导致无法得到精确的LQG基准这一问题。采用坐标变换的方法，提出了一种指数权重的LQG基准，并通过仿真验证了指数权重LQG基准较传统LQG基准有更高的精确性。其次，针对多变量系统LQG基准的获取问题，考虑各输出变量不存在耦合的情况，提出了一种依次求解各输出变量LQG基准的方法优化传统的求解方法，并通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性。最后，在选用本文所提的优化的LQG基准的基础之上，对过程变量采用用户可定义的“后退”策略，将经济性能评估问题转化为稳态随机优化问题，得到系统的最优经济性能和最优工作点，并给出提升经济性能的调节策略。

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第一章 绪 论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容和论文结构

第二章 经济性能评估关键技术与评估流程

2.1引言

2.2控制系统的一般描述

2.3经济性能评估关键技术

2.4基于优化算法的经济性能评估流程

2.5本章小结

第三章 基于指数权重LQG基准的经济性能评估

3.1引言

3.2传统LQG基准

3.3 LQG基准的优化与求解

3.4单变量系统经济性能评估

3.5仿真分析

3.6本章小结

第四章 多变量预测控制系统经济性能评估

4.1引言

4.2多变量LQG基准

4.3多变量系统经济性能评估

4.4预测控制系统经济潜能分析

4.5基于经济潜能分析的预测控制器调节策略

4.6仿真分析

4.7本章小结

第五章 研究工作总结与展望

5.1主要研究内容

5.2未来研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

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