收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

离散时间约束不确定线性系统的鲁棒预测控制

盛云龙  
【摘要】: 约束条件普遍存在于实际系统。在控制器的设计和实现中,能够以一种系统化的方式实现目标优化和约束处理的有机结合,是预测控制方法的显著特色和优势所在。正是这一特点使其成为工程中备受欢迎并得到广泛应用的一种先进控制方法。由于种种原因,用来描述被控系统动态特性的模型往往具有某种不确定性。要保证实际控制效果,模型不确定性成为预测控制必须面对的一个现实问题。在模型不确定性存在的情况下,依然能将实际系统的某种性能指标控制在可接受范围之内的预测控制方法,被称为鲁棒预测控制方法。 本论文在预测控制理论已有研究成果的基础上,利用线性矩阵不等式、鲁棒可控不变集、鲁棒可控收缩集、多参线性规划等相关理论和方法,探索具有可行性、稳定性和一定实时性保证的鲁棒预测控制设计框架。具体而言,本文的主要贡献体现在以下几个方面: 1.将“因果约束”引入凸多面体不确定线性系统,按照符合“因果约束”的“多步预测序列树”设计在线优化问题,得到一种新型的基于闭环优化的最小—最大鲁棒预测控制方法的框架。在这种设计框架下,在线优化问题的优化因子是一个长度大于控制时域的预测输入序列,从而为约束优化问题引入更多的自由度,扩大了其可行域。同时,在线优化问题被转化为基于线性矩阵不等式的广义特征值问题,而其鲁棒可行性问题及鲁棒稳定性问题则被转化为线性矩阵不等式之可行解的存在性问题; 2.基于不变集理论,提出了一种采用标称模型的、适用于有约束凸多面体不确定线性系统的预测控制的设计框架,其关键在于在线优化问题附加适当的额外的鲁棒可行约束。与同类方法相比,鲁棒不变集理论的应用能够显著扩大鲁棒预测控制的状态可行域。同时,根据在线优化问题的凸性,给出了闭环系统鲁棒稳定的一个充分条件,据此条件可为在线优化问题构造能够确保鲁棒稳定性的成本函数; 3.以鲁棒可控收缩集作为预测控制在线优化问题的终端约束集,并用基于该集合的尺度函数构造成本函数,从而得到一种基于线性规划的鲁棒预测控制方法。我们用多参线性规划的方法得到预测控制律与系统当前状态变量的显式映射关系,使得预测控制无需再进行复杂的在线优化计算,从而提升了预测控 控制的实时性。 作为相关理论和方法的扩展应用,本文还得到了以下结果: 1.以线性矩阵不等式方法为带有扇形饱和非线性执行器的范数有界时变 不确定离散线性系统设计线性状态反馈控制器和线性动态输出反馈控制器; 2.基于凸多面体集合的几何特性,给出了离散时间有约束线性时不变系统 有限步可控域的一种快速精确算法; 3.根据线性规划的对偶理论和矩阵理论,对文献中己有的多参数线性规划 数值解法作了必要的补充和改进。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孙浩;车载VLBI天线精确定位预测控制系统[J];上海交通大学学报;1996年04期
2 印建平,高峰;基于最优控制的新型非线性预测仿真研究[J];现代制造工程;2004年01期
3 史恩秀,黄玉美,史文浩;轮式移动机器人轨迹跟踪的预测控制[J];机械科学与技术;2004年10期
4 潘晨;肖健梅;;基于SVM的船舶动力定位系统预测控制[J];仪器仪表用户;2010年06期
5 张厚杼;;氨合成塔温度的最佳预测控制[J];化工自动化及仪表;1988年01期
6 王永骥,徐桂英,涂健;水轮发电机组l~∞范数性能指标预测控制[J];控制理论与应用;1991年04期
7 吕剑虹,陈来九;一种多变量连续时间预测控制方法[J];自动化学报;1995年02期
8 毛志忠;一种全局稳定的直接预测自适应控制器[J];信息与控制;1995年02期
9 彭辉,桂卫华;预测控制中逆矩阵的递推求解算法[J];中南工业大学学报(自然科学版);1997年04期
10 方斌,李仁,季幼章;关于预测控制的鲁棒性[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年02期
11 杨马英,王树青,王骥程;有约束过程的预测控制[J];浙江大学学报(工学版);1999年06期
12 黄显林,王永富,胡恒章;基于小波神经网络的非线性系统预测控制研究[J];自动化技术与应用;1999年05期
13 冯少辉,周立芳,钱积新;过阻尼过程的预测控制改进算法[J];机床与液压;2002年04期
14 兰婷,张伟勇;一种具有稳态目标优化的预测控制算法[J];油气田地面工程;2002年03期
15 程宏亮,张国贤,包海昆;一种基于RTLinux实时操作系统的自适应预测控制的实现方法[J];计算机测量与控制;2003年06期
16 金元郁,张彦军;基于输入设计的广义预测控制[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2003年01期
17 王令群,潘石柱,郑应平;半导体生产线的RBF神经网络预测建模[J];计算机应用;2005年07期
18 宗晓萍;冯贺平;;基于神经网络的时滞系统预测控制[J];自动化技术与应用;2005年12期
19 徐余法;徐余法;俞金寿;;基于神经网络的非线性预测控制[J];电气自动化;2005年05期
20 冯惕;王建国;;预测控制中预测方程的两种基本形式及其转换[J];苏州科技学院学报(自然科学版);2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张峻;席裕庚;;输入受限时预测控制的一种简易算法[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
2 毛志忠;陈晓峰;;一种简化的预测控制算法[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
3 刘晓华;;一类双线性加权自适应预测控制[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
4 杨健;恽为民;席裕庚;张钟俊;;改进遗传算法及在优化控制中的应用[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
5 周明;周坚刚;余达太;;钢铁企业模型预测控制技术综述[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
6 陈云云;宁芳青;;锅炉蒸汽温度控制系统中广义预测控制的应用研究[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
7 陆冬娜;杨马英;;基于DCS系统的神经网络预测控制[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年
8 薛云灿;胡树棠;;专家模型算法控制的进一步研究[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年
9 任作新;;一种预测控制新算法[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
10 曹明;王慧;刘宝坤;;一种基于NN模型的预测控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏晋宏;预测控制在工业生产过程中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
2 安爱民;基于预测控制的先进过程控制技术研究[D];兰州理工大学;2010年
3 李姝;基于预测控制的汽油发动机怠速控制方法研究[D];吉林大学;2010年
4 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 韩恺;化工过程中的若干预测控制算法与应用研究[D];浙江大学;2009年
6 臧传德;船舶航行的智能预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
7 刘岩;网络流量控制若干关键技术研究[D];复旦大学;2005年
8 罗秋滨;一类非线性系统预测控制中的建模问题[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 何召兰;几类切换系统的滑模控制[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 林永君;基于复杂机理模型的过程预测控制研究[D];华北电力大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李湘君;智能预测控制算法及其应用研究[D];南京工业大学;2004年
2 李建民;AUV水下回收预测与协调控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 郄程飞;室内温控系统的预测控制研究[D];燕山大学;2011年
4 李晓燕;预测控制在非最小相位系统中的应用[D];华北电力大学(河北);2010年
5 贾晓波;线性时滞系统的预测控制[D];中国海洋大学;2003年
6 撒继铭;预测控制在工业窑炉温度控制中的应用研究[D];武汉理工大学;2002年
7 滕海涛;主动队列管理的优化与预测控制算法设计[D];大连理工大学;2005年
8 杨黎峰;基于神经网络预测控制的水源热泵控制系统研究[D];北方工业大学;2005年
9 郭旭;全方位移动机器人的运动预测控制[D];浙江大学;2006年
10 张金栋;非线性预测控制的鲁棒性研究[D];兰州理工大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 何晓曦;中国能源战略寻求突破[N];国际商报;2004年
2 丁广冉;夏甸承担国家安全科技支撑项目[N];中国黄金报;2007年
3 金石;轧钢模型控制技术培训首次在中国举行[N];中国冶金报;2007年
4 本报记者 席大伟;六大巨头谋动WiMax 中兴华为有望借机突围[N];通信信息报;2008年
5 本报记者 张自然 曾铭 王倩;倾听“天堂硅谷”[N];中国电子报;2002年
6 本报记者 严振华;站在巨人的肩膀上[N];中国保险报;2003年
7 本报记者 沈洪竹;贵阳市南明区民族工作成绩斐然[N];贵州民族报;2006年
8 曾凡红;搭建目标成本管理平台 提高企业经济效益[N];中国建材报;2003年
9 王伦;北京肿瘤医院陈敏华:晚期肝癌可射频消融治疗[N];健康报;2006年
10 王文;我国研制成功首台50千瓦 燃料电池城市客车发动机[N];中国机电日报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978