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专题1作业
（1）简要介绍一下模型预测控制的原理、模型预测控制与基础PID控制回路的闭环实现框图；动态矩阵控制采用什么内部模型？
●模型预测控制原理：模型预测控制不仅利用当前和过去的偏差值，而且还利用预测模型
来预测过程未来的偏差值。
通过滚动优化来确定当前的最优控制策略，使未来一段时间内被控变量与期望值偏差最小。
系统输出的反馈校正用于补偿模型预测误差和其他扰动。
●闭环实现框图：
图1模型预测控制框图
图2基础PID控制框图
●动态矩阵控制内部模型：主要采用基于被控对象单位阶跃响应非参数模型。
（2）软测量包括哪几种类型？变结构控制原理是什么？什么是完整性控制方法？
●软测量：根据软测量模型的建模机制可分为以下几类：
⏹机理建模（白箱建模）
⏹数据驱动建模（黑箱建模）
⏹混合建模
⏹非线性动态软测量建模
●变结构控制原理：在动态控制中，根据系统当时状态，以跃变方式有目的地不断变换，
迫使系统按预定的“滑动模态”的状态轨迹运动。
变结构是通过切换函数实现的。
当系统的状态向量所决定的切换函数值，随着它的运动达到某特定值时，系统中一种结构（运动微分方程）转变成另一种结构。
其系统结构图如下所示。
图3变结构控制系统框图
●完整性控制方法：完整性控制是容错控制的研究热点，所谓完整性是指当系统中某些部
件失效后，系统仍能够稳定工作的特性。
基于该特性的控制方法即为完整性控制方法。
16.323讲课15模型预测控制z Allgower，F.,和A.Zheng，非线性模型预测控制，Springer-Verlag，2000。
z Comacho,E.，和C.Bordons，模型预测控制，Springer-Verlag，1999。
z Kouvaritakis，B.，和M.Cannon，非线性预测控制：理论和实践，IEE出版社，2001。
z Maciejowski，J.，有约束的预测控制，Pearson Education POD，2002.z Rossiter，J.A.，基于模型的预测控制：实践方法，CRC出版社，2003。
MPCz 在讲课7的计划是有效“开环”- 使用一个假设的模型和约束集设计控制输入序列u()t 。
- 问题是有模型误差与/或扰动时，这些输入不能产生期望的系统响应。
z 需要“闭环”策略补偿这些误差。
- 方法称作模型预测控制 - 也就是知名的滚动时域控制z 基本策略：- 在时刻k ，由当前状态x()k 使用系统模型的知识设计一个有限范围N 长的输入序列u(|1),u(|2),u(|3),,u(|)k k k k k k k k N ++++…- 实现输入序列的一部分，通常就是第一步。
- 在时间1k+，对状态x(1)k +重复上述步骤参考旧输出旧输入过去当前未来时间未来输入，没有控制“最优的”未来输入未来输出，没有控制“最优的”未来输出MPC ：基本思想（来自Bo Wahlberg ）MIT OCW 供图z 注意控制算法是基于在每一步数值求解一个最优化问题- 典型的有约束优化z MPC 的主要优势：- 明确说明系统约束。
不只是设计控制器使得系统远离约束。
- 可以容易处理非线性和时变对象动态，因为控制器是可以实时（和计划时间）修改的模型的显函数z 许多商业应用的时间可以追溯到20世纪70年代早期，见/~qin/cptv/cptv14.html- 很多这些工作是过程控制 — 是非线性动态，但是变化不是特别快。
