从七十年代中期起,一类新型的高级过程控制算法一预测控制在工业中获得了成功的应用。这种成功首先应归功于预测控制的强鲁棒性。然而对于产生鲁棒性的机理,至今尚未从理论上得到分析。
控制系统的鲁棒性,是指系统在其数学模型与实际过程出现失配时,使系统性能保持在允许范围内的能力。按照上述定义,不同的控制性能(如稳定性,最优性等)都有自己相应的鲁棒性。尽管目前鲁棒控制器的设计方法很多,但所采用的基本思想,大多为将控制系统的性能指标设定在允许范围的不敏感区域或几何中心。这样当模型失配时,性能指标就不容易超出允许范围。从本质上说,这是以性能指标的衰减来换取鲁棒性的设计方法。
从鲁棒性的定义可知,模型失配是使系统性能指标发生漂移的主要原因。当然,实际系统中的模型失配是无法预知的,但是通过历史数据对其进行预测,就有可能获得模型失配的近似信息。从最优控制理论可知,当性能指标最优时,它一定落在允许范围内。预测控制的有限时域滚动优化技术,保证了预测值具有一定的精度,从而使控制系统的性能指标落在最优点的附近,达到了改善鲁棒性的目的。