Regulatory predykcyjne z założoną trajektorią przyrostów sterowania i uwzględnianiem ograniczeń nałożonych na wyjścia obiektu regulacji

pol Article in Polish DOI:

send Piotr M. Marusak Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej Politechniki Warszawskiej

Download Article

Streszczenie

W artykule przedstawiono metody uwzględniania ograniczeń nałożonych na wartości wyjść obiektu regulacji w algorytmach predykcyjnych z trajektorią przyszłych przyrostów sterowania opisaną pewną z góry założoną funkcją. Rozważono przy tym zarówno numeryczne, jak i analityczne wersje algorytmów. Zaproponowane mechanizmy uwzględniania ograniczeń nałożonych na wyjścia obiektu regulacji są stosunkowo proste a w sprzyjających okolicznościach, umożliwiają uwzględnianie tych ograniczeń na całym horyzoncie predykcji, także w przypadku algorytmów w wersji analitycznej.

Słowa kluczowe

algorytm predykcyjny, układ regulacji

Predictive controllers with presumed trajectory of control changes and efficient mechanism of output constraints handling

Abstract

A method of taking into consideration constraints put on output variables in predictive control algorithms with presumed trajectory of control changes is presented in the paper. Thanks to different choices of function describing this trajectory one can influence behavior of the predictive controller. Thus, the algorithms under consideration offer bigger freedom of shaping properties of the controllers than the conventional algorithms. The proposed mechanisms of taking into consideration output constraints are relatively simple. Moreover, in favorable conditions, they make possible to take these constraints into consideration on the whole prediction horizon also in the case of analytical algorithms.

Keywords

control system, predictive algorithm

Bibliography

  1. E.F. Camacho, C. Bordons: Model predictive control in the process industry; Springer, 1995. 
  2. E.F. Camacho, C. Bordons, Model predictive control; Springer, 1999. 
  3. F. Doyle, B.A. Ogunnaike, R.K. Pearson: Nonlinear model-based control using secondorder Volterra models. Automatica, vol. 31, str. 697-714, 1995. 
  4. J.M. Maciejowski: Predictive control with constraints; Prentice Hall 2002. 
  5. P. Marusak: Regulatory predykcyjne z założoną trajektorią przyrostów sterowania i uwzględnianiem ograniczeń sygnału sterującego; Pomiary Automatyka Robotyka 2/2008, 581-590. 
  6. P. Marusak: Analytical predictive controllers with efficient handling of output constraints, w pracy pod redakcją: K. Malinowskiego i L. Rutkowskiego: Recent advances in control and automation, Academic Publishing House EXIT, Warszawa 2008, str. 131-140. 
  7. P. Marusak, J. Pułaczewski: Szczególne zalety algorytmu regulacji Dynamic Matrix Control (DMC); Pomiary Automatyka Kontrola 12/1999, 39-43. 
  8. J. Pułaczewski: Algorytm regulacji DMC. Przypadek obiektu z opóźnieniem o jednym wejściu i jednym wyjściu z pomiarem i predykcją zakłóceń; Raport IAiIS PW nr 98-06, Warszawa, 1998. 
  9. J. Pułaczewski: Wielowymiarowy algorytm DMC; Raport IAiIS PW nr 98-11, Warszawa, 1998. 
  10. J.A. Rossiter, Model-based predictive control: a practical approach; CRC Press, Boca Raton, 2003. 
  11. P. Tatjewski: Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych: struktury i algorytmy; Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2002.