模型预估控制的解耦特性和稳定性分析

"模型预估控制的解耦特性 (2002年) - 石油大学学报(自然科学版)，作者：于佐军，袁瑛" 本文深入探讨了模型预估控制（MPC）的解耦特性，主要关注在离散时间模型下的多变量系统控制。作者首先利用严等价关系和基于多项式矩阵的预估控制算法，证明了不同的MPC算法在模型准确的情况下，其控制律实际上是等价的。这一发现对于理解不同MPC算法的本质统一性具有重要意义。 接着，文章提出模型预估控制对给定值解耦的充要条件。解耦旨在将一个多输入多输出（MIMO）系统分解成多个独立的单输入单输出（SISO）子系统，以便简化控制设计。然而，作者指出，解耦并不总是确保系统的稳定性，事实上，解耦后的系统可能会变得不稳定。因此，设计解耦策略时必须谨慎处理稳定性问题。 文章进一步阐述了一个关于系统解耦且可任意配置极点的定理。在满足特定条件下，系统可以被解耦，并且其动态特性可以通过配置极点来调整。然而，解耦过程受到系统稳定性的限制，同时还要考虑控制作用的幅度以及鲁棒性需求。 鉴于上述限制，作者提出了一种局部解耦策略。这种策略允许在保持整体系统稳定性的前提下，对某些子系统进行局部解耦，从而优化控制效果。局部解耦策略有助于在实际应用中平衡控制性能和系统稳定性。 关键词包括模型预估控制、解耦、稳定性、任意配置极点和局部解耦，表明本文着重研究的是MPC在多变量系统中的解耦控制理论及其在实际应用中的挑战。该研究对理解和改进模型预估控制算法，特别是在需要处理复杂系统动态特性的工业控制领域，提供了有价值的理论基础和指导。 中图分类号TP13和文献标识码A表明这是一篇科技论文，涉及自动化控制和计算机科学的交叉领域，具有较高的学术价值。石油大学的作者通过这项研究，为多变量系统的控制设计提供了新的理论依据和实用工具。