多时滞不确定非线性系统的鲁棒预测控制
本文关键词: 鲁棒预测控制 线性矩阵不等式 非线性 不确定性 多时滞 出处:《广东工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:在许多复杂的工业工程中,出现了一种新型的计算机控制算法——模型预测控制.由于其具有适应复杂生产的特点,因此受到广大工业过程控制领域的青睐.大部分的实际工业系统,出现非线性、时滞、不确定的现象是不可避免的,而稳定性、鲁棒性和在线优化这三个问题一直存在,因此对于非线性时滞不确定系统的研究是有意义的.预测控制具有滚动优化的特点,能够反复在线进行优化,鲁棒控制可以很好的处理模型不确定性,两者的结合,可以有效地解决非线性时滞不确定系统的鲁棒预测控制问题.本文运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式的方法,致力于研究时滞参数不确定非线性系统的鲁棒预测控制问题.1.针对一类在非线性扰动下的单时滞时变不确定系统,讨论了其基于状态反馈的鲁棒预测控制问题和鲁棒稳定性问题,采用构造与时滞相关的Lyapunov函数,将预测控制的滚动优化问题转化为求解LMI问题.从而,近似的求解了无穷时域上的凸优化问题,设计了分段连续的预测控制器,解决了在线优化的可行性,保证了闭环系统的鲁棒稳定性.2.在前一章的基础上,考虑了多时滞奇异系统,讨论了其基于状态反馈下的鲁棒预测控制问题.在“最小-最大”的性能指标下,设计了新的预测控制算法,解决了反复在线优化的问题,并利用与时滞相关的Lyapunov函数给出了闭环系统的渐近稳定的充分条件.
[Abstract]:In many complex industrial projects, a new computer control algorithm-Model Predictive Control (MPC) has emerged, which is suitable for complex production. Most of the practical industrial systems are nonlinear, time-delay, uncertain phenomenon is inevitable, but stability. There are always three problems of robustness and on-line optimization, so it is meaningful to study the nonlinear time-delay uncertain systems. Predictive control has the characteristics of rolling optimization, and can be repeatedly online optimization. Robust control can well deal with model uncertainty, the combination of the two. The problem of robust predictive control for nonlinear uncertain systems with time delay can be effectively solved. In this paper, the Lyapunov stability theory and the method of linear matrix inequality are used. The robust predictive control problem for uncertain nonlinear systems with time-delay parameters is studied. 1. For a class of time-varying uncertain systems with single time-delay under nonlinear perturbation. The robust predictive control problem and robust stability problem based on state feedback are discussed, and the time-delay related Lyapunov function is constructed. The rolling optimization problem of predictive control is transformed into solving LMI problem. Thus, the convex optimization problem in infinite time domain is solved approximately, and a piecewise continuous predictive controller is designed to solve the feasibility of on-line optimization. The robust stability of the closed-loop system is guaranteed. 2. Based on the previous chapter, the singular systems with multiple delays are considered. In this paper, the robust predictive control problem based on state feedback is discussed. A new predictive control algorithm is designed under the minimum-maximum performance index, which solves the problem of repeated online optimization. A sufficient condition for the asymptotic stability of the closed-loop system is given by using the time-delay related Lyapunov function.
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O231
【参考文献】
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,本文编号:1467044
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