两类离散非线性系统的模型预测控制

发布时间：2017-08-14 02:13

  本文关键词：两类离散非线性系统的模型预测控制

  更多相关文章： 模型预测控制 执行器饱和 随机非线性扰动 非线性二次系统 线性矩阵不等式

【摘要】：随着现代化的工业发展和科学技术的进步，对产品的质量和产量要求的不断提高，对生产经济效益的不断追求以及工业生产过程日趋大型化、复杂化，工作点的变化范围大，使得以往采用工作点附近的线性化模型来设计控制器的线性预测控制已不能满足控制性能的要求。因此，关于非线性模型预测控制的研究已成为控制工程界的重要命题。本文分别针对饱和离散随机非线系统和非线性二次系统这两类被控对象，，进行了模型预测控制方法的研究。给出了所提预测控制方法的稳定性分析，并通过仿真实验验证所提方法的有效性。本文的主要工作归纳如下： 1.针对饱和离散随机非线性系统，研究状态反馈模型预测控制问题。该系统同时考虑了执行器饱和、随机发生非线性和外部扰动。利用扇形有界条件将非线性饱和函数分解为线性部分和非线性部分，并且采用概率统计的方法刻画系统的随机非线性。基于Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了保证性能和闭环系统随机稳定的充分条件。最后通过仿真算例验证所提模型预测控制方法的可行性和有效性。 2.针对离散时间非线性二次系统，研究状态反馈模型预测控制问题。对于一个给定的多面体初始可行集，设计状态反馈模型预测控制器，利用线性矩阵不等式技术，给出使闭环系统稳定且成本函数达到最小的充分条件。基于Lyapunov稳定性定理证明了所提模型预测控制算法的可行性和闭环系统稳定性。最后通过仿真算例验证模型预测控制方法的可行性和有效性。
【关键词】：模型预测控制 执行器饱和 随机非线性扰动 非线性二次系统 线性矩阵不等式
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O231
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题来源和研究的背景及意义10-12
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题研究的背景及意义10-12
• 1.2 非线性模型预测控制的研究现状12-17
• 1.2.1 非线性模型预测控制基本原理12-14
• 1.2.2 非线性预测控制的稳定性14-15
• 1.2.3 非线性预测控制的可行性15-16
• 1.2.4 非线性预测控制的鲁棒性16-17
• 1.3 随机发生不完全信息系统控制的研究现状17-18
• 1.4 二次系统控制的研究现状18
• 1.5 存在问题及本文的主要研究内容18-20
• 第2章 饱和离散随机非线性系统的 模型预测控制20-32
• 2.1 问题陈述20-23
• 2.2 控制器设计23-27
• 2.3 稳定性分析27-29
• 2.4 数值算例29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 非线性二次系统的模型预测控制32-42
• 3.1 描述及初步结果32-35
• 3.2 主要结果35-37
• 3.3 可行性与稳定性分析37-39
• 3.4 仿真算例39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 结论42-44
• 参考文献44-50
• 攻读学位期间发表的学术论文50-51
• 致谢51

【共引文献】

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本文编号：670200