顯式模型預測控制的研究及應(yīng)用.pdf

1、模型預測控制廣泛應(yīng)用于流程工業(yè)領(lǐng)域，并獲得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益，但是由于其反復在線優(yōu)化的特點很難適應(yīng)于采樣頻率快、實時性要求較高的系統(tǒng)，如汽車、航空等領(lǐng)域。 顯式模型預測控制的出現(xiàn)彌補了傳統(tǒng)模型預測控制的缺點。顯式模型預測控制的基本原理是：把多參數(shù)二次規(guī)劃引入線性時不變對象的約束二次優(yōu)化控制問題的求解中，離線對系統(tǒng)的狀態(tài)區(qū)域（即參數(shù)區(qū)域）進行凸劃分，并離線計算得到對應(yīng)每個狀態(tài)分區(qū)上的狀態(tài)反饋最優(yōu)顯式控制律；在線計算就只需要

2、通過查表確定對應(yīng)當前狀態(tài)所在的分區(qū)上的控制律，也就可以找到當前需要的控制量。由于其在線的計算只需要一個查表的過程，不需要反復的在線優(yōu)化計算，因此提高了在線計算的速度，擴展了模型預測控制的應(yīng)用范圍，有望在片上系統(tǒng)實現(xiàn)。 本文對顯式模型預測控制的理論與應(yīng)用進行了研究，主要工作包括以下幾部分： 1、在廣泛查閱相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，綜述了國內(nèi)外顯式模型預測控制的研究進展和研究現(xiàn)狀。 2、深入研究了顯式模型預測控制的基本工作原

3、理?；跀?shù)值仿真例子，對于顯式模型預測控制的離線計算（即離線計算系統(tǒng)的狀態(tài)分區(qū)以及相應(yīng)的分段仿射最優(yōu)控制律）和在線計算做了仿真計算。仿真結(jié)果不僅使理論更加形象清晰并且獲得了良好的控制性能。 3、在建立顯式模型預測控制系統(tǒng)的分段仿射模型的基礎(chǔ)上，通過尋找系統(tǒng)的二次Lyapunov函數(shù)和分段二次Lyapunov函數(shù)，對顯式模型預測控制系統(tǒng)進行全局穩(wěn)定性分析并做仿真計算。仿真結(jié)果表明系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法的有效性。 4、將顯式模型