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预测控制是一种先进的控制策略,它通过建立模型来预测系统未来的行为,并基于这些预测来优化控制输入。在Matlab中实现一个基础的预测控制程序通常涉及以下几个关键步骤:
首先需要建立被控对象的数学模型。这个模型可以是传递函数形式、状态空间方程或其他适合的形式。模型准确性直接影响控制效果。
然后设计预测时域和控制时域。预测时域决定了向前预测多少步,而控制时域决定了优化多少步控制输入。这两个参数需要根据系统动态特性合理选择。
接着构造性能指标函数,通常包含跟踪误差和控制量变化两个部分。通过调整这两个部分的权重可以实现不同的控制效果。
最后进行在线优化计算。在每个控制周期,基于当前测量值和模型预测未来输出,通过优化算法求解最优控制序列,但只实施第一步控制量。
这样一个基础预测控制程序在Matlab中的实现虽然简单,但包含了预测控制的核心思想:基于模型预测、滚动优化和反馈校正。