Цифровое управление контролируемыми переменными в заданном диапазоне с учетом запаздывания

Работа посвящена задаче управления динамическим объектом с удержанием контролируемых переменных внутри требуемого диапазона с учетом многомерности входа и выхода, запаздывания, ограничений и внешних возмущений. Рассматривается формализованная постановка задачи синтеза цифрового управления. Предлагается метод решения, основанный на применении прогнозирующих моделей. Его ключевая особенность состоит во введении специализированного функционала качества, отражающего специфику приведенной задачи, — функционала ошибки, включающего вектор «слабых» переменных. Данный функционал играет роль штрафа при выходе контролируемых переменных за пределы заданного диапазона. Показано, что реализация закона управления сводится к решению задачи квадратичного программирования на каждом такте дискретного времени. Полученные результаты иллюстрируются примером управления процессом переработки нефти в ректификационной колонне.