分段线性化多模型动态矩阵控制算法的设计

线性控制算法具有计算简单、实时性好等优点,但是工业过程通常具有复杂的非线性特性,而且非线性程度越强,实际过程和模型之间的误差越来越大,常规的线性控制器性能会随着非线性程度的增强而显著降低。对于一般的非线性控制策略而言,它们具有建模成本较高、难以选取合适的权重因子等难点,本文采用分段线性化的方法,将非线性系统过程分为多个分段的线性化模型,将动态矩阵控制策略推广到各个分段线性模型,设计了分段线性化多模型DMC算法,通过组合以实现其预测控制的目的。为了验证该算法的有效性,本文在Matlab/Simulink软件平台上进行了1套强非线性pH值中和过程实验装置的较全面的控制仿真,包括阶跃及方波给定值跟踪、抗强干扰,以及存在较大模型失配时的给定值跟踪性能仿真。仿真结果表明,针对强非线性的过程,分段线性化的DMC比不分段单模型的DMC过程具有更好的控制性能。