预测控制中动态矩阵控制

资 源 简 介

预测控制中动态矩阵控制

详 情 说 明

动态矩阵控制（DMC）是一种经典的预测控制算法，广泛应用于工业过程控制领域。它基于系统的阶跃响应模型，通过优化未来控制动作来达到期望的控制效果。

DMC的核心思想是利用系统的动态矩阵（由阶跃响应系数构成）预测未来输出的变化趋势。控制器通过求解一个二次型优化问题，计算出最优的控制序列，使预测输出尽可能接近期望轨迹。

在MATLAB中实现DMC通常包含以下几个步骤：

系统建模：获取系统的阶跃响应数据，并构建动态矩阵。动态矩阵的行数取决于预测时域，列数取决于控制时域。

优化求解：DMC通过最小化目标函数来计算最优控制增量。目标函数通常包含输出误差和控制增量的加权和。

滚动优化：在每个控制周期，DMC仅执行当前时刻的最优控制量，并在下一时刻重新进行优化，以适应系统的动态变化。

反馈校正：由于模型误差和外部扰动，预测输出可能与实际输出存在偏差。DMC通过反馈校正机制，更新预测模型以提高控制精度。

DMC的优势在于其直观的模型表达和较好的鲁棒性，适用于多种工业过程，如化工、电力等。然而，其计算复杂度可能较高，特别是当预测时域较长时。