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1、模型預(yù)測(cè)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(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,但是由于其反復(fù)在線優(yōu)化的特點(diǎn)很難適應(yīng)于采樣頻率快、實(shí)時(shí)性要求較高的系統(tǒng),如汽車、航空等領(lǐng)域。 顯式模型預(yù)測(cè)控制的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制的缺點(diǎn)。顯式模型預(yù)測(cè)控制的基本原理是:把多參數(shù)二次規(guī)劃引入線性時(shí)不變對(duì)象的約束二次優(yōu)化控制問題的求解中,離線對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)區(qū)域(即參數(shù)區(qū)域)進(jìn)行凸劃分,并離線計(jì)算得到對(duì)應(yīng)每個(gè)狀態(tài)分區(qū)上的狀態(tài)反饋?zhàn)顑?yōu)顯式控制律;在線計(jì)算就只需要
2、通過查表確定對(duì)應(yīng)當(dāng)前狀態(tài)所在的分區(qū)上的控制律,也就可以找到當(dāng)前需要的控制量。由于其在線的計(jì)算只需要一個(gè)查表的過程,不需要反復(fù)的在線優(yōu)化計(jì)算,因此提高了在線計(jì)算的速度,擴(kuò)展了模型預(yù)測(cè)控制的應(yīng)用范圍,有望在片上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。 本文對(duì)顯式模型預(yù)測(cè)控制的理論與應(yīng)用進(jìn)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(xiàn)的基礎(chǔ)上,綜述了國(guó)內(nèi)外顯式模型預(yù)測(cè)控制的研究進(jìn)展和研究現(xiàn)狀。 2、深入研究了顯式模型預(yù)測(cè)控制的基本工作原
3、理。基于數(shù)值仿真例子,對(duì)于顯式模型預(yù)測(cè)控制的離線計(jì)算(即離線計(jì)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(jì)算做了仿真計(jì)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(yù)測(cè)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(duì)顯式模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)進(jìn)行全局穩(wěn)定性分析并做仿真計(jì)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
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