引用本文:华晨,李柠,李少远.分布参数系统的时空ARX建模及预测控制[J].控制理论与应用,2011,28(12):1711~1716.[点击复制]
HUA Chen,LI Ning,LI Shao-yuan.Time-space ARX modeling and predictive control for distributed parameter system[J].Control Theory and Technology,2011,28(12):1711~1716.[点击复制]
分布参数系统的时空ARX建模及预测控制
Time-space ARX modeling and predictive control for distributed parameter system
摘要点击 3089  全文点击 2195  投稿时间：2010-11-01  修订日期：2011-03-04
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DOI编号  10.7641/j.issn.1000-8152.2011.12.CCTA101275
  2011,28(12):1711-1716
中文关键词  分布参数系统  时空分解  ARX模型  广义预测控制  最小二乘辨识
英文关键词  distributed parameter system  time-space decomposition  ARX model  general predictive control  leastsquares identification
基金项目  国家自然科学基金资助项目(60825302, 61074061); 上海市科委基础研究重点资助项目(10JC1403400).
作者单位E-mail
华晨 上海交通大学 自动化系 系统控制与信息处理教育部重点实验室 frankxuanhui@yahoo.com.cn 
李柠* 上海交通大学 自动化系 系统控制与信息处理教育部重点实验室 ning_li@sjtu.edu.cn 
李少远 上海交通大学 自动化系 系统控制与信息处理教育部重点实验室  
中文摘要
      本文针对一类可由抛物型偏微分方程描述的分布参数系统, 研究了一种基于输入输出数据的建模与控制方法. 首先利用Karhunen-Loève(K-L)分解提取系统的一组主导空间基函数, 并以此对系统输出进行时空分解, 随后由时空分解得到的时间系数部分以及系统激励构成输入输出信息, 利用最小二乘法辨识出时域ARX模型, 最后针对该模型设计了广义预测控制器. 仿真结果表明, 上述控制方法能够对分布参数系统取得良好的控制效果.
英文摘要
      For a class of distributed parameter systems described by parabolic partial differential equations (PDEs), we investigate their modeling and control by using the input-output data. Based on the characteristics of parabolic PDEs, the Karhunen-Loève (K-L) decomposition method is applied to extract the dominant spatial basis functions of the system, which is in turn employed for executing the time-space decomposition. After the time-space decomposition, a temporal auto-regresive model with external input (ARX) model is identified by using the temporal coefficients obtained from the decomposition along with the excitation input signal. A generalized predictive controller is developed based on this ARX model. Simulation results show that this control method results in desirable performances for a distributed parameter system.