张佳，罗雄麟，许锋，许鋆



前馈变量对预测控制可行域的影响分析

张佳，罗雄麟，许锋，许鋆

（中国石油大学自动化系，北京 102249）

实际生产过程中，预测控制因其解耦性能和强鲁棒性得以广泛使用。在预测控制的研究中大都忽略控制过程中的干扰作用。对于控制过程中存在的可测且变化规律已知的干扰作用，干扰对输出的影响具有一定的可预见性，可通过在预测控制器中引入前馈的方法加以利用。前馈变量的引入会对系统的控制效果产生影响，如果不先对其影响进行分析而直接求解优化，最终结果不能反映预测控制的实际效果。本文从可行域的角度出发，通过几何表现形式，直观分析前馈变量的引入造成的可行域变化；进一步使用了凸空间的思想，通过求解可行域的顶点集合来确定可行域的大小，进而得出前馈变量对系统可行域的影响效果，通过仿真验证了本文方法的有效性。

过程控制；预测控制；前馈；可行域

引 言

模型预测控制作为一种在工业过程中广泛应用的优化控制算法，由于其约束处理能力、解耦性和强鲁棒性在复杂工业系统中展现了良好的控制性能[1]。近年来对于模型预测控制的研究取得了巨大的发展。

前馈在预测控制中起着非常重要的作用[2]。对于前馈在预测控制中作用的研究，目前应用最广泛的是通过加入干扰观测器来抑制扰动的作用[3-4]，此种方法因干扰模型与实际的模型不符，控制效果不能满足要求[5]。……