《數據驅動的預測控制器設計與性能監控》是依託上海交通大學，由李檸擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：數據驅動的預測控制器設計與性能監控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李檸
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題面向工業實際，重點針對數據驅動的預測控制器設計與性能監控展開研究。通過充分挖掘控制系統歷史數據和實時數據所蘊含的豐富信息，對數據驅動的預測控制器進行設計，並從確定性、隨機性與魯棒性角度對其控制能力進行較為全面的定義和離線評估；建立完全基於數據的預測控制器性能歷史基準/異常模式庫，對預測控制器進行線上性能監控，研究建立反映當前預測控制器性能與歷史基準模式間關係的監控指標，對控制器性能進行實時趨勢監控；結合系統多種數據形式對預測控制器性能變異的漏判、誤判情況進行分析研究，提高預測控制器性能評估準確度，並提出改進控制器性能的有效方法；在此基礎上，開發數據驅動的預測控制器設計與性能監控的仿真軟體平台。通過對數據驅動的預測控制器設計與性能監控的深入研究，為預測控制理論方法與工業實際的密切結合，提供一種面向套用的預測控制器設計與性能監控、診斷與改善的系統性理論方法。
結題摘要
本課題面向工業實際，充分挖掘控制系統歷史數據和實時數據所蘊含的豐富信息，針對數據驅動的預測控制器設計與性能監控問題展開研究。針對數據驅動的預測控制器設計，我們分別提出了基於子空間預估器的預測控制器和面向雙線性系統的子空間預測控制器設計方法，直接利用系統輸入輸出數據實現了預測控制器的設計。針對數據驅動的預測控制器性能監控，我們首先設計了基於子空間矩陣特徵和完全基於系統輸入輸出數據的性能參數，輔助用於後續性能監控的基準歷史數據集合選取。在此基礎上，提出了基於馬氏距離的綜合性能指標並推導了其性能基準用於預測控制器線上性能評估，並通過分析影響控制器性能的不同因素，設計了性能故障分類方法，實現了對預測控制器性能下降源的定位。此外，採用分類辨識和工況匹配等手段，研究了預測控制器更新和參數調整的策略，提出了多種改善控制器線上運行性能的方案，以保證預測控制系統性能儘快恢復到期望狀態。上述研究通過在搭建的東大多功能實驗平台上得到了充分驗證，並在此基礎上開發了數據驅動的預測控制器設計與性能監控仿真軟體平台，為其他相關研究提供了驗證平台。
