基于积温理论的温室温度混杂系统的预测控制

温室温度系统作为典型的混杂系统,其输入包括离散的设备控制量以及可测不可控的多个室外环境扰动量。本文针对温室温度混杂系统,建立切换系统模型,基于此模型设计多输入预测控制。首先分别在4种离散状态(保温模式、自然通风模式、强制通风模式、湿帘-风机模式)下确定模型的主相关输入,采用带遗忘因子的递推最小二乘建立子模型。然后设计预测控制器,利用双周期积温法规划预测控制设定值。求解多输入预测控制控制量问题为NP-hard问题,采用最优化剪枝法优化搜索。最后在试验温室应用控制算法,实验结果表明,多输入预测控制算法可以有效调控温室内温度,并且由于积温理论动态规划预测控制设定值,可减少设备的切换次数,降低能耗。