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直觉好是一大优点,搞研究和处理事务经常是靠直觉引路。但有时直觉是错的。
这里讲一个例子。在预测控制(MPC)中,控制算法中要用系统模型对未来 k 步的系统输出进行预测,k = 1, 2, …, P, 其中P 是系统稳态时间,预测误差越小则控制品质越高。有学者提出面向预测控制的辨识方法,在模型辨识时把 k 步的输出预测误差极小化,k = 1, 2, …, P,认为这样得到的模型对预测控制是最优的。按直觉这是再对不过的。然而,这个想法有可能是错的。这要分两种情况来讲。
一. 模型误差主要是由不可测干扰/噪声引起的
我们可以证明,在这种情况下,1步预测误差模型的 k 步预测误差最小。这是因为1步预测误差模型是最大似然估计,k 步预测误差模型不是。这个结果反直觉。
二. 模型误差主要是由模型过于简单引起的
在这种情况下,又要分两种条件。(1)如果辨识试验环境和控制环境是一样的,则 k 步预测误差模型是最优的;(2)如果辨识试验环境和控制环境不一样,则k步预测误差模型不是最优的。
那么实际工业应用中是那种情况呢?我们用工业数据证明,第一中情况更常见。
这是我们最新一篇论文的结果,刚在网上发表:
Jun Zhao, Yucai Zhu and Rohit Patwardhan (2013). Identification of k-step-ahead prediction error model and MPC control. Journal of Process Control.
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GMT+8, 2024-12-22 20:09
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