网络环境下约束不确定系统的鲁棒预测控制理论及方法

发布时间：2025-01-07 01:24

　　石油、化工、冶金等传统流程工业是我国以信息化带动工业化,走新型工业化道路要重点改造升级的产业领域,而实现全生产过程的网络化控制是改造升级的主要方向之一。预测控制是流程工业领域使用最广泛且最有效的先进控制算法,已经成为处理复杂约束多变量问题的公认标准。但是,目前流程工业中应用的常规预测控制算法并无法处理传感器信号、控制器信号在网络环境下传输时必然会遇到的丢包、量化误差等问题。如果将采用常规预测控制算法的工业过程直接置于网络化控制模式下,必将对系统的控制品质造成不利影响,严重的甚至会对安全生产造成威胁。本论文以网络化控制系统为研究对象,以预测控制为基本方案,系统研究丢包、量化误差网络环境下的鲁棒预测控制方法。具体的研究内容主要有:1.研究了带有丢包的不确定量化网络控制系统的鲁棒约束模型预测控制。使用伯努利过程来模型化数据丢包的过程,引入扇形界的方法处理量化误差。在控制器的设计过程中,采用了非并行分布补偿控制的方法。结合松弛矩阵和拓展非二次型李雅普诺夫函数,得到具有更低保守性的能够保证系统稳定的条件。利用线性矩阵不等式工具,在无限时域内将最小-最大的优化问题转换为求解最小化性能指标函数。以工业...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 网络控制系统概述
        1.1.1 数据量化误差问题
        1.1.2 数据丢包问题
        1.1.3 网络控制系统研究进展
    1.2 模型预测控制的发展及研究现状
        1.2.1 模型预测控制的基本原理
        1.2.2 模型预测控制的发展及研究
    1.3 网络环境下预测控制综合方法研究
    1.4 当前存在的主要问题
    1.5 本文的主要工作及结构
第2章 丢包网络环境下不确定系统的鲁棒约束预测控制在线算法
    2.1 网络控制系统建模
        2.1.1 T-S模糊模型
        2.1.2 数据量化及丢包
        2.1.3 闭环模型
    2.2 新的稳定性条件
    2.3 预测控制在线综合方法
    2.4 可行性及稳定性分析
        2.4.1 可行性分析
        2.4.2 稳定性分析
    2.5 仿真分析
    2.6 本章小结
第3章 丢包网络环境下不确定系统的鲁棒约束预测控制离线算法
    3.1 问题描述
    3.2 在线鲁棒约束预测控制回顾
    3.3 基于椭圆不变集的鲁棒约束模型预测控制离线算法
    3.4 离线算法的稳定性分析
    3.5 仿真分析
    3.6 本章小节
第4章 量化网络环境下不确定线性时变系统的输出反馈预测控制
    4.1 量化网络控制系统建模
    4.2 状态观测器的离线设计及分析
    4.3 输出反馈预测控制问题
    4.4 输出反馈预测控制在线综合算法
    4.5 可行性及稳定性分析
        4.5.1 可行性分析
        4.5.2 稳定性分析
    4.6 仿真分析
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 下一步的工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：4024284