基于學(xué)習(xí)的預(yù)測控制算法研究.pdf

1、預(yù)測控制是一種能夠有效處理約束的控制算法，它能夠達(dá)到優(yōu)良的跟蹤性能，但若模型存在誤差、算法的參數(shù)或控制律設(shè)置不合理，則會影響控制的精度與速度。學(xué)習(xí)控制主要針對具有周期特性的工程對象，從學(xué)習(xí)的角度來構(gòu)造控制律，利用對象過去的運行信息來不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)修正當(dāng)前周期的控制信號，從而在整個運行時間內(nèi)使系統(tǒng)可以精確地跟蹤系統(tǒng)設(shè)定的期望軌跡。在處理具有周期特性的對象時，若能將預(yù)測控制與學(xué)習(xí)控制相結(jié)合，則能發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)的魯棒性，實現(xiàn)高精度的快

2、速跟蹤。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴使用多速率模型的重復(fù)預(yù)測控制以抑制周期性擾動與紋波。首先，針對重復(fù)控制中出現(xiàn)的紋波情況進(jìn)行分析，提出使用多速率模型來改善這一現(xiàn)象；其次，得到一個使用多速率模型的對象增廣模型用于控制器設(shè)計；最后，使用基于狀態(tài)空間的模型預(yù)測控制方法進(jìn)行控制求解并實施滾動優(yōu)化。仿真實例表明使用多倍率模型進(jìn)行控制比使用單倍速率模型進(jìn)行控制更有效，進(jìn)一步證明了算法的有效性。⑵具有馬爾科夫周期性跳變擾動系統(tǒng)的重復(fù)預(yù)測控制。

3、首先，得到一個使用馬爾科夫模型的增廣模型；其次，針對該增廣模型使用基于狀態(tài)空間的模型預(yù)測控制方法進(jìn)行求解，并實施滾動優(yōu)化。仿真實例證明了算法在統(tǒng)計意義下的有效性。⑶城市排水系統(tǒng)的迭代學(xué)習(xí)預(yù)測控制。對城市排水系統(tǒng)進(jìn)行簡化建模，得到其對應(yīng)的溢流簡化模型；根據(jù)對降雨過程的分析，將其分為三個模態(tài)，提出使用迭代學(xué)習(xí)預(yù)測控制算法來處理溢流問題；將溢流問題轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的優(yōu)化問題，使用滾動優(yōu)化來求解。以具體的城市排水系統(tǒng)為例，對其進(jìn)行簡化建模、仿真分析與