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工业大系统双层结构预测控制的集中优化与分散控制策略
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:自动化学报
  • 时间:2013.8.8
  • 页码:1366-1373
  • 分类:TP[自动化与计算机技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳110016, [2]浙江工业大学信息工程学院,杭州310023, [3]新奥智能能源有限公司,廊坊065001
  • 相关基金:国家自然科学基金(61074059);中国科学院知识创新项目(KGCX2-EW-104);浙江省科技厅公益项目(2011c31040);浙江省教育厅科研项目(Y201121651),河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(13964509D)资助
  • 相关项目:双层结构预测控制的应用基础理论研究
中文摘要:

为降低工业大系统模型预测控制(Modelpredictivecontrol,MPC)在线计算复杂度,同时保证系统的全局优化性能,提出一种集中优化、分散控制的双层结构预测控制策略.在稳态目标计算层(Steady—statetargetcalculation,SSTC),基于全局过程模型对系统进行集中优化,将优化结果作为设定值传递给动态控制层;在动态控制层,将大系统划分为若干个子系统,每个子系统分别由基于各自子过程模型的模型预测控制进行控制,为减少各子系统之间的相互干扰,在各个子系统之间添加前馈控制器对扰动进行补偿,提高系统的总体动态控制性能.该策略的优点在于能确保系统全局最优性的同时降低了在线计算量,提高了工业大系统双层结构预测控制方法的实时性.仿真实例验证该方法的有效性.

英文摘要:

Aiming at reducing the on-line computational bur- den of model predictive control (MPC) for large-scale systems and maintaining the global optimization performance, a new two-layered MPC strategy is proposed. In the steady-state tar- get calculation (SSTC) layer, the centralized optimization of the system is based on the global process model. The optimal re- sults are sent to the dynamic control layer as the set points. In dynamic control layer, the large-scale system is divided into sev- eral subsystems which will be controlled with separate MPCs. To compensate the interference between the subsystems, feed- forward controllers are added between the subsystems, so that the overall dynamic control performance of the system will be improved. The advantages of the proposed strategy are that, the global optimal performance of the system is guaranteed, while the on-line computational complexity is reduced, and the real- time property of the two-layered MPC for large industrial sys- tem is enhanced. Simulation examples are given to verify the proposed method.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550