多項式預測器之特性分析與系統控制應用之研究

Study on Polynomial Predictor for Characteristics Analysis and Control System

劉昆明(Kun-Ming Liu)

指導教授 ： 紀岍宇

健行科技大學/工學院/機械工程所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6824/UCH.2009.00051

摘要

在控制系統中往往具有許多的不確定性，因此要得到較精確的數學模型是十分困難的。解決辦法則可找出系統輸出資料的規律性以建立一個系統動態近似模型。多年以來，將此模型執行即時預測控制(Real-Time Predictive Control)已被普遍的使用；而在數位控制領域上，也有相當重要的地位及廣泛的應用層面。若將這些預測的輸出作為控制系統的回授，這對有較大延遲的開迴路控制系統，在相位補償和性能改善上都有相當大的幫助。為使模型不明確的控制系統有較大的相位延遲補償，本文提出了一個新的多步預測理論。這個新的理論是利用在數值分析中的多項式建模法，將一個多項式時序函數替代一連串的離散時序訊號。此多項式時序函數對已取樣的訊號資料向外延伸，延伸的部份則可視為系統未來的連續訊號之預測函數。透過基本的數學運算，便可得到架構簡單的線性預測模型。多項式預測器不需作繁雜的計算，即可得到系統的輸出預測值，同時也不需要改變預測器的任何參數，即可以執行多步預測。

關鍵字

預測控制 ； 數值分析 ； 多項式預測器 ； 多步預測

並列摘要

Real-time predictive control has been used in the control systems for years. This approach is constructing a similar model to solve systems with uncertainty. There are quite important applications in digital control. Regarding these predictive outputs as the feedback of the control system, this control system is improved on the performance such as phase delay compensating. A novel multi-step predictive method is proposed to improve the performance of control systems with uncertainty in this paper. By the concepts of numerical application, the sampling data are replaced by the polynomial functions. The predictive model is presented from the polynomial function after sampling data. The simple and convenient polynomial predictor can be obtained the multi-step predictive values of control system without complex computing and modification any references of the predictor.

並列關鍵字

predictive control ； numerical application ； polynomial function ； multi-step prediction

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