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不确定奇异系统的输出反馈预测控制研究

张伟  
【摘要】:模型预测控制(MPC)是一类利用模型预测被控对象未来行为的计算机优化算法,在复杂工业过程控制优化控制方面有着广泛应用。奇异系统作为一类更具广泛性及拥有众多应用背景的系统,其预测控制也已广受关注。在实际工业过程系统中,当某些原因致使系统的状态不完全可测时,基于状态反馈的预测控制就无法进行,因此本论文针对不确定时滞奇异系统系统状态不可测的情况,采用线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov稳定性理论,研究了基于输出反馈的模型预测控制问题。论文研究的主要内容如下:1)研究一类参数不确定时滞奇异系统的输出反馈鲁棒预测控制问题,当系统存在滞后时间且系统状态不可测时,采用动态输出反馈控制器的综合方法,利用线性矩阵不等式(LMI)、变换变量思想以及Lyapunov稳定性理论,在线求解无限时域的二次型性能指标优化问题,给出输出反馈控制律存在的充分条件,以及分段连续的输出反馈控制序列,分析了时滞奇异系统的正则性,无脉冲模且鲁棒稳定性。2)研究一类参数不确定多时滞奇异系统的输出反馈鲁棒预测控制问题,在满足性能指标的前提下,通过构造不同的Lyapunov函数,采用线性矩阵不等式方法方法,将优化问题转化成近似求解无限时域的线性矩阵不等式问题,给出了该类系统的在线鲁棒预测控制算法,同时证明了多时滞奇异系统的正则性,无脉冲模且鲁棒稳定性。3)针对实际系统中时变时滞的情况,研究了参数不确定时变时滞奇异系统的动态输出反馈预测控制的问题,通过给定时滞函数的导数的范围,在系统满足性能指标的前提下,构造时滞相关的Lyapunov函数,采用线性矩阵不等式的方法,将优化问题转化成无限时域的线性矩阵不等式问题,分析了时变时滞奇异系统的稳定性,给出了该类系统的在线鲁棒预测控制算法。


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