多模型控制研究现状

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多模型控制研究现状

高度复杂的工业工程中被控对象几乎都有明显的时变性、不确定性、滞后性及变工况等特点，难以用单一的精确的数学模型表示。在此背景下，多模型控制方法可以逼近系统的动态性能，处理一些比较复杂的系统。用多模型来表示一类复杂的非线性过程，其模型及控制器设计简单，与针对非线性系统建立全局模型相比，多模型的计算量和复杂程度都明显降低.

近年来多模型建模方法与先进的控制算法相结合受到了国内外学者的广泛关注，其控制原理简单，且算法易于实现，多应用于化学工程、机器人、航空航天、汽车工业、电力系统、医疗卫生等行业中，实践的同时积累了许多成功的经验。

早在二十世纪七十年代就有人提出了多模型控制，核心内容针对被控对象参数或结构的不确定性，建立多个数学模型来表征被控对象的特性，对于多个数学模型建立相对应的控制器，实现对不确定系统的控制。年，等针对不确定系统建立多个固定数学模型，设计自适应控制器时运用了切换控制的思想，使得传统的全局稳定性问题得到解决。为了提高状态估计的准确性，与提出了在控制问题中运用卡尔曼滤波器，取得了良好的效果。后来的二十年中人们运用卡尔曼滤波器进行了许多有益的尝试，解决了移动目标跟踪问题，飞行器故障诊断及控制问题，医学控制问题等一系列实际问题。但是方案只是将简单的不同模型所对应控制器进行线性组合，而没有涉及切换问题，同时系统的稳定性也有待加强。近年来，模型的切换、调整的控制问题成为研究热点，并且针对控制的稳定性问题取得了很多成果。如提出的多模型自适应控制问，对于多个未知线性系统提出了直接和间接切换方法，大大放宽了控制稳定性的条件。直接切换方法由系统输出决定切换至新控制器的时间，但后来发现直接切换方法并不具有实际工业应用价值。间接切换方法提出多模型方法，何时切换、切换至哪个控制器都由多模型来决定。王东风等针对多模型釆用自适应广义预测控制，并针对系统在某一给定工作点时对象与模型是否匹配的情况进行仿真。张智焕等针对连续搅拌槽反应器（过程提出多模型内模控制，取得了一定得成效，但是对于过程来说工作区域内工作点发生变化时系统输出波动较大。为测试多模型策略可行性，将多模型与各种常规控制器相结合也成为现代研究的一个方向.

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