具有輸入約束的非線性系統(tǒng)模糊預(yù)測控制方法研究.pdf

1、非線性是自然界中絕大多數(shù)系統(tǒng)的固有特性，并且系統(tǒng)在運行過程中通常會受到物理條件或外在因素的約束，因此對有約束的非線性系統(tǒng)的研究是十分必要的。預(yù)測控制是在實際工業(yè)中發(fā)展起來并逐漸完善的一種先進控制算法，采用的滾動優(yōu)化和在線校正策略使其對復(fù)雜非線性系統(tǒng)具有較強的適應(yīng)性，但對非線性系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型一直是控制界的難題，T-S模糊模型對絕大多數(shù)的非線性系統(tǒng)都具有良好的逼近特性，它不過分依賴內(nèi)部機理而通過輸入輸出關(guān)系確定一組模糊規(guī)則，進而建立

2、系統(tǒng)模型。模糊預(yù)測控制充分汲取二者的長處，其主要思想是用T-S模糊模型刻畫非線性系統(tǒng)，進而采用預(yù)測控制的方法，它既不需要模型的精確表達式，又能根據(jù)系統(tǒng)運行狀況實時在線的計算控制律。然而，實際的被控對象并非理想的模型，要將模糊預(yù)測控制運用在實際的工業(yè)過程中，必須考慮實際系統(tǒng)中可能存在的約束、時滯和耦合等復(fù)雜問題。
　　本文主要針對有輸入約束的非線性系統(tǒng)進行模糊預(yù)測控制方法的研究。對一般的有輸入約束的非線性系統(tǒng)，首先辨識出T-S模糊模

3、型，在預(yù)測控制算法中引入柔化因子，并依據(jù)控制目標的模糊滿意度在線調(diào)整，柔化因子的調(diào)整直接導(dǎo)致系統(tǒng)性能的改變，而系統(tǒng)性能會通過模糊滿意度直觀的體現(xiàn)出來，二者相互影響直到系統(tǒng)達到預(yù)期的性能。輸入柔化因子將控制量約束和控制增量約束統(tǒng)一，設(shè)定值柔化因子使輸出更為柔和，因此柔化因子的合理調(diào)整，即保證滿足約束又能獲得滿意的性能。從MATLAB仿真結(jié)果看，在線調(diào)整柔化因子時的系統(tǒng)性能更優(yōu)。對一類可用Hammerstein模型描述的有輸入約束的非線性系