[发明专利]一种在网络控制系统下的广义预测控制器设计方法

权利要求书

1.一种在网络控制系统下的广义预测控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

将被控对象的数学模型表示为受控自回归积分滑动平均模型；

利用广义预测控制算法建立原始控制器目标输出函数；

设被控对象所受的实际噪声为ξ(t)，白噪声信号为x(t)，且ξ(t)＝C(q^-1)[x(t) x(t-1) … x(t-n)]，其中C为噪声参数矩阵，q^-1是后移算子，n为常数；且根据所述噪声参数矩阵的类型对建立的原始控制器目标输出函数更改；

根据更改后的控制器目标输出函数计算和输出控制量至被控对象，以使得被控对象的输出平稳。

2.根据权利要求1所述在网络控制系统下的广义预测控制器设计方法，其特征在于，所述方法中受控自回归积分滑动平均模型为：

A(q^-1)y(t)＝B(q^-1)u(t)+C(q^-1)x(t)/Δ

其中，y(t)表示被控对象的输出信号；u(t)表示控制器的输出控制量；ξ(t)＝c₁x(t)+c₂x(t-1)+…+c_nx(t-n)表示被控对象受到的实际噪声；C＝[c₁ c₂ … c_n]为噪声参数矩阵；q^-1是后移算子；Δ＝1-q^-1为差分算子；A(q^-1)、B(q^-1)、C(q^-1)分别为系数不同的滞后多项式。

3.根据权利要求1所述在网络控制系统下的广义预测控制器设计方法，其特征在于，所述方法中建立的原始控制器目标输出函数为：

y_r(t+j)＝αy_r(t+j-1)+(1-α)ω-D·X(t)

其中，y(t)表示被控对象的输出信号；ξ(t)表示被控对象受到的实际噪声；C为噪声参数矩阵；D为设置的参数矩阵；X(t)＝[x(t) x(t-1) … x(t-n)]，为被控对象受到的各阶噪声矩阵；t为当前时刻；ω为被控对象的期望输出；α为柔化因子，且0＜α＜1；j为预测长度。

4.根据权利要求3所述在网络控制系统下的广义预测控制器设计方法，其特征在于所述方法中，根据所述噪声参数矩阵的类型对建立的原始控制器目标输出函数更改，具体为：

当噪声参数C矩阵为1×1维的矩阵类型，则确定被控对象所受噪声为白噪声，并将原始控制器目标输出函数改为：y_r(t+j)＝αy_r(t+j-1)+(1-α)ω-x(t)；

当噪声参数矩阵C为1×n维的矩阵类型，且矩阵的首项c₁为最大值，则确定被控对象所受噪声为有色噪声，并将原始控制器目标输出函数改为：

y_r(t+j)＝αy_r(t+j-1)+(1-α)ω-c₁x(t)-c₂x(t-1)-…-c_nx(t-n)；

当噪声参数矩阵C为1×n维的矩阵类型，且矩阵的首项c₁为非最大值，则确定被控对象所受噪声为有色噪声，并将原始控制器目标输出函数改为：

y_r(t+j)＝αy_r(t+j-1)+(1-α)ω-c[x(t)+x(t-1)+…+x(t-n)]

其中，所述c为噪声参数矩阵C中的最大值。