Prediction for control

Abstract

This paper shows that "optimal" controllers based on "optimal" predictor structures are not "optimal" in their closed loop behaviour and that predictors should be designed taking into account closed-loop considerations. This is first illustrated with a first order plant with delay. The ISE index is computed for two typical optimal controllers (minimum variance controller and generalized predictive controller) when a stochastic disturbance is considered. The results are compared to those obtained by the use of a non optimal PI controller that uses a non optimal Smith predictor and performs better than the optimal controllers for the illustrative example. A general structure for predictors is proposed. In order to illustrate the results, some simulation examples are shown.

Ce papier montre que des lois de commandes "optimales" basees sur des structures predictives "optimales" ne sont pas "optimales" dans leur comportement en boucle fermee et que la synthese de predicteurs devrait prendre en compte des considerations de boucle fermee. Cela est d'abord illustre avec un systeme du premier ordre a retard. l'index ISE est calcule pour deux lois de commandes optimales typiques (loi de commande a variance minim ale et loi de commande predictive generalisee), quand une perturbation stochastique est consideree. Les resultats sont compares a. ceux obtenus avec un regulateur PI non optimal base sur un predicteur de Smith non optimal et sont, pour l'exemple illustratif, meilleurs que ceux obtenus avec un regulateur optimal. Vne structure generale de predicteur est proposee. Pour illustrer les resultats, des exemples de simulations sont montres.