不確定奇異系統(tǒng)的魯棒模型預(yù)測(cè)控制研究.pdf

1、C l a s s i f i e dI n d e x ：0 2 3 1U D C ：6 2 1 ．3S e c r e c y R a t e ：P u b l i c i z e dU n i v e r s i t yC o d e ：1 0 0 8 2H e b e i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yD i s s e r t a

2、t i o n f o rt h e M a s t e r D e g r e eT h e R e s e a r c h o n R o b u s t M o d e l P r e d i c t i v eC o n t r o l f o rS i n g u l a rS y s t e m s w i t h U n c e r t a i n t yC a n d i d a t e ：S u p e r v i s

3、 o r ：A s s o c i a t eS u p e r v i s o r 2A c a d e m i c D e g r e e A p p p l i e d f o r ：S p e c i a l i t y ：E m p l o y e r ：D a t e o fO r a l E x a m i n a t i o n ：Z h a n g C h e n x iP r o f ．Z h a n g D o n

4、 g w e nM a s t e r o f S c i e n c eM a t h e m a t i c sC o l l e g e o f S c i e n c e sJ u n e ，2 0 1 5摘要摘要模型預(yù)測(cè)控制( M o d e l P r e d i c t i v e C o n t r o l ，簡(jiǎn)稱(chēng)M P C ) 是一類(lèi)利用模型預(yù)測(cè)被控對(duì)象未來(lái)行為的計(jì)算機(jī)優(yōu)化算法，其控制機(jī)理包括模型預(yù)測(cè)、滾動(dòng)優(yōu)化、反饋校

5、正。由于模型預(yù)測(cè)控制容易處理約束、多變量等優(yōu)點(diǎn)，成為工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域中最受青睞的先進(jìn)控制算法之一，在工業(yè)過(guò)程控制方面有著廣泛應(yīng)用。奇異系統(tǒng)作為一類(lèi)更具廣泛性及擁有眾多應(yīng)用背景的系統(tǒng)，其預(yù)測(cè)控制也已廣受關(guān)注。本文主要研究了線(xiàn)性分式不確定時(shí)滯系統(tǒng)的狀態(tài)反饋魯棒預(yù)測(cè)控制問(wèn)題和一類(lèi)不確定時(shí)滯奇異系統(tǒng)的輸出反饋魯棒預(yù)測(cè)控制問(wèn)題，又針對(duì)帶有不確定參數(shù)的非線(xiàn)性系統(tǒng)進(jìn)行了自適應(yīng)魯棒模型預(yù)測(cè)控制研究。主要研究?jī)?nèi)容如下1 ) 研究了一類(lèi)線(xiàn)性分式不確定時(shí)滯奇

6、異系統(tǒng)的魯棒預(yù)測(cè)控制問(wèn)題，系統(tǒng)的輸入滿(mǎn)足范數(shù)有界。將系統(tǒng)看成分段的連續(xù)奇異系統(tǒng)，用線(xiàn)性矩陣不等式( L M I ) 方法和L y a p u n o v 穩(wěn)定性理論，近似地求解無(wú)窮時(shí)域的優(yōu)化問(wèn)題，在每個(gè)采樣周期內(nèi)，給出了輸入約束下的狀態(tài)反饋控制器存在的充分條件和顯式表達(dá)式，分析了奇異系統(tǒng)的正則、無(wú)脈沖模和漸近穩(wěn)定性，給出了該類(lèi)系統(tǒng)的在線(xiàn)魯棒預(yù)測(cè)控制算法。最終通過(guò)一個(gè)數(shù)值仿真的例子證明了所提方法的可行性。2 ) 研究了一類(lèi)不確定時(shí)滯奇異系

7、統(tǒng)的輸出反饋魯棒預(yù)測(cè)控制問(wèn)題，將m i n - m a x優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)限時(shí)域成本函數(shù)的上確界最小的優(yōu)化問(wèn)題。運(yùn)用r e l a x a t i o n 矩陣與L M I 的方法，L M I 表示的魯棒模型預(yù)測(cè)控制器存在的充分條件以及控制器矩陣的表達(dá)式。一個(gè)數(shù)值仿真的例子證明了所提方法的可行性。3 ) 研究了一類(lèi)含有不確定參數(shù)的非線(xiàn)性系統(tǒng)的自適應(yīng)模型預(yù)測(cè)控制問(wèn)題。在參數(shù)自適應(yīng)部分，考慮了參數(shù)誤差估計(jì)對(duì)系統(tǒng)控制的影響，給出了一個(gè)新的參數(shù)