模型预测控制装置与方法

摘要

一种控制过程操作的模型预测控制装置和方法，所述过程具有过程输入信号和过程输出信号，它包括根据过程模型确定在将来稳态条件下预测的过程输出信号、根据预测的过程输出信号与期望的设定点信号之差值确定稳态误差信号，以及通过在将来某一时刻提供至少一个过程输出的阶跃响应来确定一组校正估算稳态误差所必需的将来过程输入变信号接着根据当前确定一组将来过程输入变化信号与任何将来过程输入变化信号相加之和，加上一个净过程输入变化，将来过程输入变化信号是先前对于下一个过程输入变化信号算得的，过程输入变化信号按本方法算出。模型表示为速度形式。可用过程调节参数减少净过程输入变化及当前确定的相应于根据稳态误差除以稳态过程增益算出的过程输入变化的过程输入变化的第一元素。

主权项

1.一种用于控制某种设备的电子模型预测控制装置，所述设备具有设备输入信号和依赖于所述设备输入信号的设备输出信号，其特征在于，所述电子模型预测控制装置包括：第一存储器，容纳根据所述设备的脉冲响应矩阵模型之伪逆矩阵导出的数据元素的矢量；第二存储器，容纳在先前控制循环期间算出的表示将来设备输入信号变化状况的数据；第三存储器，容纳过去设备输入信号变化的矢量；第四存储器，容纳诸数据元素，利用诸数据元素可根据所述过去设备输入信号变化矢量求出因过去设备输入信号变化而造成的将来设备输出信号的变化；电子处理器，适用于：接收设备输出信号样本；根据在先前控制循环期间算得的表示将来设备输入信号变化的所述数据、所述设备的稳态增益、因过去设备输入信号变化造成的所述将来设备输出信号变化，以及所述设备输出信号样本，计算期望的将来设备输出信号；根据设定点信号和所述期望的将来设备输出信号计算误差信号；以及根据所述误差信号、由所述伪逆矩阵导出的所述数据元素矢量以及在先前控制循环期间算得的表示将来设备输入信号变化的所述数据，计算设备输入信号变化；其中，把所述设备输入信号变化施加于所述设备输入信号，用于控制所述设备输出信号。