广义预测控制

资 源 简 介

广义预测控制

详 情 说 明

广义预测控制（GPC）是一种基于模型预测控制理论的高级控制策略，特别适合处理具有大滞后、非最小相位特性的复杂系统。该算法通过滚动优化和反馈校正机制，能够显著提升控制系统的动态性能和鲁棒性。

在发动机空燃比控制中，GPC展现出独特优势：首先通过CARIMA模型描述系统动态特性，采用Diophantine方程进行多步预测；其次利用加权目标函数处理控制增量与输出偏差的平衡问题；最后通过最小二乘法实时求解最优控制律。这种控制方式能有效补偿进气迟滞效应，抑制空燃比波动。

MATLAB实现通常包含三个关键环节：1)系统辨识模块获取受控对象参数 2)在线预测器计算未来输出轨迹 3)优化求解器处理带约束的二次规划问题。其中Diophantine方程的递推求解和Toeplitz矩阵构造是算法效率的关键。工程应用中还需特别注意加权系数选择与实时性优化的平衡。