| 【中文题名】 | 模型预测控制研究与应用 |
| 【英文题名】 | A Study on the Theories and Applications of Model Predictive Control |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-6-12 |
| 【中关键词】 | 模型预测控制,鲁棒控制,不确定性,线性矩阵不等式,状态反馈,隐式广义预测控制 |
| 【英关键词】 | Model predictive control,robust control,uncertainty,LMIs,state-feedback,Implicit GPC, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动控制理论>> |
| 【论文摘要】 | 模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)亦称预测控制,是一种基于模型的先进控制技术,该算法直接产生于工业过程控制的实际应用,并在与工业应用的紧密结合中不断完善和成熟。模型预测控制对模型精度要求不高,同时却具有较高的控制性能。模型预测控制是一种十分有效的优化控制策略,它弥补了现代控制理论解决复杂对象控制问题时无法避免的不足之处。近年来随着智能控制、PID控制、小波理论、鲁棒控制、混杂系统控制等理论研究领域的不断进步,预测控制理论得到了快速的完善和发展。
本文根据模型预测控制理论的研究现状,以及实际工业过程控制应用中所面临的对模型预测控制提出的新要求,主要针对当前模型预测控制理论面临的若干亟待解决的问题进行了深入的研究和探讨,并最终给出了相应的研究成果。
本文的主要研究工作概括如下:
1、针对凸多面体不确定系统,给出基于LMI的带有输入输出约束的鲁棒模型状态反馈控制器的设计。首先在不考虑约束条件的情况下讨论鲁棒状态反馈控制规律,进而在输入输出约束影响下,通过求解线性不等式组,给出带有鲁棒约束的状态反馈控制律,经仿真验证,具有良好的控制性能及鲁棒性。
2、系统的不确定... |
| 【论文题纲】 |
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前言 |
8-10 |
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第一章 模型预测控制概述 |
10-15 |
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1.1 模型预测控制的基本类型及特点 |
10-12 |
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1.1.1 模型预测控制的基本类型 |
10 |
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1.1.2 模型预测控制的特点 |
10-12 |
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1.2 模型预测控制的研究动向 |
12-15 |
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1.2.1 先进预测控制技术 |
12-13 |
|
1.2.2 智能模型预测控制 |
13-15 |
|
第二章 基础理论 |
15-30 |
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2.1 预测控制的数学基础 |
15-21 |
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2.1.1 预测模型的数学描述 |
15-18 |
|
2.1.2 Diophantine 方程及其求解 |
18-20 |
|
2.1.3 滚动优化和二次型指标 |
20-21 |
|
2.2 线性矩阵不等式 |
21-25 |
|
2.2.1 线性矩阵不等式的表示式 |
21-22 |
|
2.2.2 可转化成线性矩阵不等式表示的问题 |
22-25 |
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2.3 典型预测控制的基本原理 |
25-30 |
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2.3.1 广义预测控制理论(GPC) |
25-27 |
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2.3.2 动态矩阵控制理论(DMC) |
27-30 |
|
第三章 鲁棒模型预测控制 |
30-48 |
|
3.1 预测控制中的不确定性描述 |
30-32 |
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3.2 基于LMI 的凸多面体不确定系统的鲁棒模型预测控制 |
32-38 |
|
3.2.1 问题描述和基本假设 |
32-33 |
|
3.2.2 基于 LMI 的凸多面体不确定系统鲁棒约束状态反馈 MPC 控制器的设计 |
33-37 |
|
3.2.3 仿真研究 |
37-38 |
|
3.2.4 结论 |
38 |
|
3.3 基于LMI 的结构化反馈不确定系统的鲁棒模型预测控制 |
38-43 |
|
3.3.1 问题描述和基本假设 |
38-39 |
|
3.3.2 基于 LMI 的结构化反馈不确定系统的鲁棒约束状态反馈 MPC 控制器的设计 |
39-42 |
|
3.3.3 仿真研究 |
42-43 |
|
3.3.4 结论 |
43 |
|
3.4 基于LMI 的鲁棒约束状态估计器的设计 |
43-46 |
|
3.4.1 问题描述 |
43-44 |
|
3.4.2 状态估计器的设计 |
44-45 |
|
3.4.3 仿真研究 |
45-46 |
|
3.4.4 结论 |
46 |
|
3.5 滚动实现的可行性与MPC 闭环系统的鲁棒稳定性 |
46-47 |
|
3.6 本章小结 |
47-48 |
|
第四章 一种改进的隐式广义预测自校正控制算法研究 |
48-63 |
|
4.1 改进的单输入单输出系统隐式广义预测自校正控制算法 |
48-57 |
|
4.1.1 问题描述 |
48-49 |
|
4.1.2 主要结果 |
49-53 |
|
4.1.3 仿真研究 |
53-57 |
|
4.1.4 结论 |
57 |
|
4.2 多输入多输出系统的前馈解耦隐式广义预测自校正控制算法 |
57-62 |
|
4.2.1 问题描述 |
57 |
|
4.2.2 主要结果 |
57-61 |
|
4.2.3 仿真研究 |
61-62 |
|
4.2.4 结论 |
62 |
|
4.3 本章小结 |
62-63 |
|
总结 |
63-65 |
|
致谢 |
65-66 |
|
参考文献 |
66-70 |
|
攻读硕士期间发表的论文 |
70-71 |
|
中文详细摘要 |
71-75 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.387686 |
