基于互相关分析的模型失配性能评价与监视

2012年03月27日10:23:06 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

王宇红，刘华怡，王学剑
中国石油大学（华东）信息与控制工程学院，山东东营

摘　　　要：为了对预测控制中的模型失配问题进行性能评价与监视，基于互相关分析理论，通过引入操纵变量激励信号，分析其与预测偏差之间的互相关性来确定传递函数矩阵的失配问题，然后将模型失配问题转化为互相关系数在置信区间上的分布问题。结合各个通道互相关函数仿真图来直观监视模型失配与否，从而对其进行性能评价。将此方法成功运用到ＷｏｏｄＢｅｒｒｙ塔模型上，分析了基于ＤＭＣ的预测控制系统各通道模型失配情况。仿真结果表明，该方案对预测控制系统模型失配的性能分析具有一定的有效性。

关　键　词：模型预测控制；模型失配；性能评价与监视；ＷｏｏｄＢｅｒｒｙ塔

１　引　言
近年来，工业过程中控制器的性能问题已被高度重视，为了保证整个系统处于良好的工作状态，各种各样的控制性能评价和监视技术逐渐发展并运用到实际工业现场。起初，很多研究主要聚焦在基于较小方差基准（ＭＶＣ）的ＳＩＳＯ系统的性能监视方面［１］。Ｈａｒｒｉｓ［２］研究了ＭＩＭＯ线性反馈控制系统的性能评价，并对控制变量协方差矩阵的理论下界评价进行了定量分析。Ｈｕａｎｇ［３］研究了ＭＩＭＯ前馈反馈控制器的性能评价，通过对操作数据处理得到前馈反馈较小方差从而作为性能监视的基准。Ｌｉ［４］通过比较仿真数据与参考模型的数据提出了相对性能指标（ＲＰＩ），并基于此指标设计了一个自动监视器。Ｓｔａｎｆｅｌｊ［５］针对单变量系统提出了一种利用外加的激励信号与预测误差之间的互相关性来分析是否存在模型偏差，之后Ｗｅｂｂｅｒ和Ｇｕｐｔａ［６］将这种方法扩展到了多变量控制系统。本文基于互相关分析研究了预测控制在动态矩阵控制（ＤＭＣ）算法下的模型失配问题，针对增益失配、时间常数失配和时滞失配三种情形分别进行了仿真研究，并成功应用于ＷｏｏｄＢｅｒｒｙ塔这一化工对象，通过仿真曲线分布可以直观评价与监视控制性能。

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