Strojenie ciągłego regulatora predykcyjnego na podstawie parametrów szybkości reakcji obiektu

• Autorzy: Kowalczuk Z. , Marcińczyk A.

Warianty tytułu

EN

Tuning the continuous-time predictive controller using parameters of system reaction swiftness

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy rozważany jest uogólniony algorytm sterowania predykcyjnego w dziedzinie czasu ciągłego CGPC, który potencjalnie przeznaczony jest do sterowania obiektami ciągłymi różnego typu (biorąc pod uwagę stabilność i minimalnofazowość). Istotną trudność stanowi jednak fakt, że jak dotąd nie podano reguł doboru wielu parametrów projektu CGPC. W pracy podjęto próbę zaradzenia tej trudności poprzez podanie metody strojenia związanej z mechanizmem predykcji i polegającej na rozwinięciu odpowiedzi modelu obiektu w szereg Maclaurina. Wydobywane stąd parametry szybkości reakcji obiektu sterowania pozwalają na projektowanie stabilnych układów regulacji, które okazują się również optymalne ze względu na przyjęte w pracy (typowe) kryteria jakości. Przedstawione procedury strojenia, projektowania i regulacji stanowią algorytm autonomicznego regulatora adaptacyjnego, dostrajającego się do zadanego wielomianowego modelu obiektu podlegającego sterowaniu. Wyniki badań symulacyjnych układu sterowania przykładowym "trudnym" obiektem świadczą o dużej skuteczności działania proponowanej metody strojenia i potwierdzają jednocześnie praktyczne możliwości sterowania predykcyjnego.

EN

In this paper the Continuous-Time Generalised Predictive Control algorithm is discussed. The algorithm is designed for controlling stable or unstable and minimum-phase or non minimum-phase objects whose instability or non minimum-phase properties are not over dominating. A tuning rule for the design, based on the parameters of the swiftness of the system's reaction (SSR), is presented. As it results from the experimental study performed, the rule makes the closed loop system stable and optimal taking into consideration typical performance indices. A composition of the controller algorithm and the tuning rule constitutes an integral algorithmic pair that serves as an automatic designer that constructs a controller for a given polynomial plant model. Simulation results for an exemplary "difficult" plant model approve practical applicability of the proposed control design algorithms.

Słowa kluczowe

PL

sterowanie predykcyjne; algorytm sterowania

EN

predictive control; control algorithm

• Wydawca: Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk
• Czasopismo: Studia z Automatyki i Informatyki
• Rocznik: 1998
• Tom: T. 23
• Strony: 147--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kowalczuk Z.

• Politechnika Gdańska, Katedra Systemów Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk

autor

Marcińczyk A.

• Politechnika Gdańska, Katedra Systemów Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Andersen B.D.U., Moore J.B.: Optimal control. Prentice-Hall, Englewood Clifts 1990.
• [2] Astrom K.J., Wittenmark B.: Adaptive Control. Addison-Wesley, Reading 1989.
• [3] Clarke D.W., Mohtadi C., Tuffs P.S.: Generalized Predictive Control - Part I. The Basic Algorithm. Automatica, vol. 23, nr 2, 1987, s. 137-148.
• [4] Clarke D.W., Mohtadi C., Tuffs P.S.: Generalized Predictive Control - Part II. Extensions and Interpretations, Automatica, vol. 23, nr 2, 1987, s. 149-160.
• [5] Demircioglu H., Gawthrop P.J.: Continuous-Time Generalized Predictive Control CGPC. Automatica, vol. 27, nr 1, 1991, s. 55-74.
• [6] Demircioglu H., Clarke D.W.: CGPC with Guarantieed Stability Properties. IEE Proc., part D, vol. 139, nr 4, 1992, s. 371-380.
• [7] Kowalczuk Z.: Competitive Identification for Self-Tuning Control: Robust Estimation Design and Simulation Experiments. Automatica, vol. 28, nr 1, 1992, s. 193-201.
• [8] Kowalczuk Z.: DAML - A Language for Modelling and Simulation of Digital Control Systems. Proc. IFAC Symp. Low Cost Automation, Wiedeń 1992, s. 385-390.
• [9] Kowalczuk Z.: Discrete Models in Control System Design. TUG Sci. Letters ZNPG, vol. 78, nr 493, 1992, s. 1-166.
• [10] Kowalczuk Z.: Discrete-Time Realization of On-Line Continuous-Time Process Identification. Proc. IASTED Intern. Conf. on Systems and Control, Lugano 1994, s. 19-21.
• [11] Kowalczuk Z.: Identification of Low-Order Continuous-Time Systems via Stabilized Matched Integration, ibid., s. 319-324.
• [12] Kowalczuk Z.: On-Line Continuous-Time System Identification Based on Normal Integrating Operators. Proc. 1st Int. Symp. on Mathematical Methods and Models in Automation and Robotics, Międzyzdroje 1994, s. 325-330.
• [13] Kowalczuk Z., Marcińczyk A.: Modelling and Simulations of Continuous-Time Generalized Predictive Control Systems. Conference on System Modelling Control, Zakopane 1995, vol. 1, s. 427-432.
• [14] Kowalczuk Z., Marcińczyk A.: Tuning of Continuous-Time Generalized Predictive Control Systems with Anticipated Filtration. Proc. 2nd Int. Symp. on Mathematical Methods and Models in Automation and Robotics, Międzyzdroje 1995, vol. 1, s. 253-258.
• [15] Kowalczuk Z., Marcińczyk A.: Strojenie ciągłego uogólnionego algorytmu sterowania predykcyjnego z filtracją antycypacyjną. Raport Badawczy nr 12/95, ETI, PG, 1995.
• [16] Kowalczuk Z., Suchomski P.: Generalised Predictive Control Algorithms with Anticipated Filtration of Control Error. Conference on System Modelling Control, Zakopane 1995, vol. 1, s. 433-438.
• [17] Kowalczuk Z., Suchomski P.: Numerically Robust Computer Aided Markov-Equivalent CGPC Design. Proc. IFAC Symp. on Computer Aided Control System Design, Gandawa 1997, s. 365-370.
• [18] Sagara S., Zhao Z.Y.: Numerical Integration Approach to On-Line Identification of Continuous-Time Systems. Automatica, vol. 26, nr 1, 1990, s. 63-74.
• [19] Suchomski P., Kowalczuk Z.: Markov-Equivalent Continuous-Time GPC Design. Proc. 4th European Control Conference, Bruksela 1997, s. Fr-M-B-1-6.
• [20] Unbehauen H., Rao G.P.: Continuous-Time Approaches to System Identification - a Survey. Automatica, vol. 26, nr 1, 1990, s. 23-35.