罗 雄 麟， 张 佳， 许 锋， 许 鋆

( 中国石油大学 自动化系， 北京 102249 )

操作变量与前馈变量转换对模型预测控制可行域影响机制

罗 雄 麟*， 张 佳， 许 锋， 许 鋆

( 中国石油大学 自动化系， 北京 102249 )

模型预测控制因其解耦性和强鲁棒性得以在过程控制中广泛使用．在实际生产过程中，因操作需要常常放开控制器对部分操作变量的控制，此部分操作变量则转化为前馈变量．变量之间的转换将使系统的结构在方系统、胖系统和瘦系统之间发生转换．对于瘦系统，操作变量的维数少于被控变量，其控制效果往往低于其他结构的系统．同时，原操作变量不被控制器控制后，转换为前馈变量，也会影响对系统的控制效果．可行域能直接反映系统控制效果．在对状态空间模型进行多步预测推导的基础上，将部分控制变量与前馈变量进行转换，用空间几何映射表示变量转换，并分析转换对系统可行域的影响．最后，针对实际生产过程中放开部分控制变量的情况，提出预判机制，以保证系统可控．

过程控制；模型预测控制；前馈变量；可行域

0 引 言

模型预测控制由于其良好的约束处理能力、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，在工业过程中应用广泛[1-5]．经过30多年的研究，模型预测控制已取得重大发展．

在预测控制系统稳定性的研究方面，近年来成果颇丰[6-7]．此类研究中，常常将系统分为方系统和非方系统，非方系统又可分为胖系统和瘦系……