基于一致性约束的透明控制研究

【摘要】在制药、造纸、石油、化工等流程工业中,越来越多的应用了以模型预测控制(ModelPredictiveControl,MPC)勺代表的先进控制技术,使企业生产的安全性与控制系统的稳定性都得到了提高,获得了更大的经济效益。根据经济效益最优设定目标函数进行优化控制,可以确定最优操作点,并将该最优解作为MPC系统的设定值。在工业串级预测控制系统中,各个层次之间功能相对独立,上下层之间变量约束不一致的问题普遍存在。求解所得到的设定值往往仅基于本层优化目标,传递至下一层,无法保证其切实可行,甚至会出现违背约束以致控制器饱和的情况,导致控制性能恶化,使经济效益受损。针对这一问题,本论文进行了预测函数透明控制系统的约束一致性研究。具体内容如下：1.针对传统MPC算法在用于快速随动系统时可能伴随着规律不明的控制输入以及需要求解二次型优化问题的情况,本文引入预测函数控制(PredictiveFunctionalControl,PFC)算法,使控制变量的输入更显规律性,在线计算工作量得到有效减少,响应的快速性也得到提高。2.针对串级预测控制系统,稳态目标优化层采用LQG稳态优化,通过增加表示输入输出方差关系的等式约束条件,从而保证了上层稳态优化为MPC动态控制提供的最优设定值更加切实可行。3.针对约束不一致的问题,本文分别对LQGO—PFC—PIDLQGO—QMPC—PID两种典型的透明控制回路进行研究,采用约束回退计算方法,在上层进行优化计算时考虑下层控制器的约束,使上下层之间的约束保持一致,改善了控制性能,并对不同程度的约束条件下采用回退计算策略时的控制效果进行了对比分析,更加说明了该方法的有效性。
【作者】王燕青；
【导师】苏宏业；
【作者基本信息】浙江大学，控制理论与控制工程，2013，硕士
【关键词】PFC预测函数控制；工业串级预测控制系统；约束一致性；回退计算LQG稳态优化；PFC—PID透明控制；

【参考文献】
[1]刘方华.大跨预应力混凝土连续刚构桥下挠分析及二次张拉设置方式研究[D].湖南科技大学,土木工程,2013,硕士.
[2]唐亮.广东省中山市中学体育教学中挫折教育的调查研究[D].华中师范大学,体育教学,2014,硕士.
[3]段文斌.耐火砖机器人码放单元研究与应用[D].天津大学,机械工程,2013,硕士.
[4]马飒.私募股权基金投资我国文化产业的效应研究[D].兰州商学院,金融学,2014,硕士.
[5]邱路.TVB刑侦剧的叙事范式研究[D].西南交通大学,艺术学,2013,硕士.
[6]郑莉,袁屹,夏航.浅谈加强高校学科党组织作用的发挥——基于学科组织生命周期理论的视角[J].现代物业(中旬刊),2013,05:102-103.
[7]袁伟.万亿次机群系统NPB性能评测与并行非数值算法实现及性能分析[D].中国科学院研究生院（软件研究所）,2005.
[8]薛璟.地方政府绩效考核体系研究[D].长安大学,行政管理,2013,硕士.
[9]王朔,王忠杰,于梦,徐晓飞.层次化服务流程向可执行BPEL的转换方法[J].计算机科学与探索.
[10]丁望峰,陈太师,廖开明,贺龙兵,宋凤麒,万建国,周剑峰,王广厚,韩民.基于HAADF-STEM方法研究电子在多层石墨烯中的散射[A].中国物理学会原子与分子物理专业委员会.第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C].中国物理学会原子与分子物理专业委员会:,2011:1.
[11]徐俊丽.仙庾岭风景区游憩价值评价[D].中南林业科技大学,生态学,2014,硕士.
[12]蔡斐.中等职业学校音乐普修课协同教学研究[D].湖南师范大学,学科教学,2014,硕士.
[13]许建荣.水陆连片地区高精度重力测量技术探讨[J].石油地球物理勘探,1998,S2:136-139+169-170.
[14]刘兆框.论我国地震保险制度的建立[D].苏州大学,金融学（专业学位）,2014,硕士.
[15]薛波.基于几何学的基因序列比对系统的研究[D].扬州大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[16]李宁.企业减速机产品报价系统的开发与应用[D].大连理工大学,机械工程（专业学位）,2012,硕士.
[17]冯德胜.内蒙古敖汉旗岱王山金矿床地球化学特征及矿床成因[D].吉林大学,矿物学、岩石学、矿床学,2014,硕士.
[18]唐路.通用多核网络处理器高速报文I/O技术研究[D].国防科学技术大学,软件工程,2012,硕士.
[19]彭慧芳.小麦核糖体蛋白L5基因的克隆及其在籽粒灌浆与胁迫条件下的表达[D].河南农业大学,作物栽培学与耕作学,2012,硕士.
[20]庄力可,张长水,勒中坚.基于时间密度的Web日志用户浏览行为分析[J].计算机科学,2004,04:108-112.
[21]赵越.小学英语情景会话移动教学模式研究与平台设计[D].东北师范大学,课程与教学论,2012,硕士.
[22]黄澄宇.供电设备维修策略及维修管理系统的研究[D].华北电力大学（北京）,电力系统及其自动化,2003,硕士.
[23]黄智敏.漫话湿地生态系统[J].湖北气象.2003(04)
[24]李一帆.解读与思考：中国当代油画对影像画面的借用[D].华中师范大学,美术学,2014,硕士.
[25]马晓微.猪流行性腹泻病毒S_(△16)蛋白亲和肽的筛选与鉴定[D].东北农业大学,预防兽医学,2013,硕士.
[26]彭岩富.我国人口流动及公共服务提供机制研究[D].财政部财政科学研究所,财政学,2014,博士.
[27]黄宇.三九贴治疗阳虚寒凝型膝骨性关节炎的临床疗效观察[D].福建中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[28]叶新东.未来课堂环境下的可视化教学研究[D].华东师范大学,教育技术学,2014,博士.
[29]万禁禁.淡水微藻对几种抗生素胁迫的响应研究[D].华侨大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[30]刘磊.固态复合开关研究及其在无功补偿中的应用[D].北京交通大学,电气工程（专业学位）,2013,硕士.
[31]周建新.企业职业伤害风险分级指标与计算模型研究[D].首都经济贸易大学,劳动卫生与环境卫生学,2004,硕士.
[32]吴怡玲.哮喘儿童血清25羟维生素D水平及免疫相关因素的研究[D].浙江大学,儿科学,2013,硕士.
[33]林志华.Rijndael算法的研究与分析[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2004,硕士.
[34]陈伟彬.聚碳酸亚丙酯型聚氨酯材料的合成[D].广东工业大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[35]赵亚.HBV-TR重组腺病毒载体的构建及其在小鼠肝脏的表达[D].第四军医大学,病原生物学,2004,硕士.
[36]赵冲.双目计算机视觉三维尺寸检测与精度分析[D].广东工业大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[37]王翠.北宋前期中央官僚的地域构成[D].上海师范大学,中国古代史,2012,博士.
[38]党慧敏.达英-35联合二甲双胍治疗多囊巢综合征疗效观察[D].大连医科大学,妇产科学,2012,硕士.
[39]岳城亮.基于TDR和TDC的航空电缆故障检测仪设计[D].燕山大学,仪器仪表工程,2014,硕士.
[40]周程.华中物流快运公司运输组织优化的研究[D].武汉理工大学,交通运输规划与管理,2004,硕士.
[41]孙英云,何光宇,梅生伟,王伟,张王俊.基于变分模型的动态最优潮流新算法[J].电力系统自动化,2007,17:16-20.
[42]林斌斌.基于C/S模式的电视台非线性编辑网络管理系统设计及开发[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[43]杨笑男.基于GIS的青藏铁路拉日段地质灾害危险性预测评价[D].中国地质大学（北京）,建筑与土木工程,2014,硕士.
[44]李欣,李保安,王世昌.氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合膜研究[J].化学工业与工程,2014,04:26-30.
[45]李明.从宋代山水画的自然观浅谈自身创作体会[D].山东师范大学,艺术（专业学位）,2013,硕士.
[46]吕乃伟.聚氨酯仿瓷砖的制备及性能研究[D].山东建筑大学,材料学,2013,硕士.
[47]范乘余.犯罪侦查心理痕迹模型构建的基础研究[D].西南政法大学,侦查学,2012,硕士.
[48]张霞蓉.企业网络强度、组织学习能力及技术创新绩效的关系研究[D].浙江工业大学,2012.
[49]马孜,范俭,柴天佑.具有超稳定结构的鲁棒自适应控制器[J].自动化学报,1997,06:84-88.
[50]朱毅清.怒江州经济发展与环境保护研究[D].中央民族大学,中国少数民族经济,2004,硕士.