系统特征和可用资源
发布时间：2025-06-24 20:31:13 作者：北方职教升学中心 阅读量：210
系统特征和可用资源，
- 多个控制变量和约束条件可以考虑。
- PID 基于当前偏差（的控制器;即期值与实际值的差值）计算控制信号。
- 对线性系统和简单的非线性系统有很好的效果。
- 通过优化未来行为，提高了控制性能。因为它可以处理约束和预测未来行为。以下是这两种控制方法的主要区别：
PID 控制器。
PID 控制器。
Ogata, K. (2010). Modern Control Engineering. Prentice Hall.。 - D (Derivative): 微分项，基于偏差的变化率。：在简单的系统中，PID 控制器可提供令人满意的性能；对于复杂的系统MPC 控制器能提供更好的控制性能。
- MPC 控制器使用系统的动态模型来预测未来一段时间的行为，并通过优化包含未来行为的成本函数来计算控制信号。
- 相对难以实现#xff0c;需要更多的工程设计和调整。
- 计算复杂度高，优化问题需要快速解决。
- 非线性和时变系统可以处理。
MPC 控制器。选择哪种控制策略。
参考文献：
MPC 控制器。
Åström, K. J., & Hägglund, T. (1995). PID Controllers: Theory, Design, and Tuning. Instrument Society of America.。 - 不考虑未来行为，仅根据当前偏差进行调整。例如，在无人机轨迹规划中，MPC 控制器成为首选方案之一，
- 灵活性。
- 控制性能。在一些相对简单的工业过程中，PID 控制器仍然是最常用的选择。
根据具体的应用场景、
- I (Integral): 积分项，随时间积累偏差。
缺点。
Qin, S. J., & Badgwell, T. A. (2003). A survey of industrial model predictive control technology. Control Engineering Practice, 11(7), 733-764.。MPC (Model Predictive Control, 模型预测控制) 和 PID (Proportional-Integral-Derivative, 比例-积分-微分控制器 两种常用的控制策略，它们有不同的应用场景和特点。
- 需要准确的系统模型。
总结。
原理。
MPC 和 PID 控制器的比较。：PID 控制器灵活性低，很难处理复杂的约束；MPC 控制器能灵活处理各种约束。：PID 控制器适用于简单的系统和工业应用；而 MPC 更适合需要考虑复杂约束和预测未来行为的系统。
特点。
Morari, M., & Lee, J. H. (1999). Model predictive control: past, present and future. Computers & Chemical Engineering, 23(4-5), 667-682.。
缺点。
- 复杂的系统，特别是具有显著非线性和时变特性的系统，PID 控制效果有限。超调等问题。
- 适用范围。
Camacho, E. F., & Bordons, C. (2004). Model Predictive Control. Springer.。
特点。
Rawlings, J. B., & Mayne, D. Q. (2009). Model Predictive Control: Theory and Design. Nob Hill Publishing.。 - 适用范围。
- 它由三个组成部分组成：
- P (Proportional): 比例项，与偏差成正比。
Maciejowski, J. M. (2002). Predictive Control with Constraints. Prentice Hall.。原理。
- 各种物理和操作约束可以在控制器中直接处理。
- #xff00在每个控制周期内c;只执行当前时刻计算的控制输入，然后基于新的测量数据再次预测和优化，形成闭环控制。
- 结构简单易于理解和实现。
- P (Proportional): 比例项，与偏差成正比。
