顯式模型預測控制及其在水下高速航行體中的應用研究.pdf

1、模型預測控制具有處理多約束多變量控制問題的特點，它采用“滾動優(yōu)化”的控制尋優(yōu)策略，是工業(yè)控制應用中一類較為成功的現(xiàn)代控制算法。然而由于“滾動優(yōu)化”過程中需要在線優(yōu)化的特性，使得模型預測控制很難適用于計算量大、采樣速率較高的系統(tǒng)中，如機電系統(tǒng)、水下高速航行體系統(tǒng)。
　　顯式模型預測控制將系統(tǒng)控制的設計與應用過程分解為“線下”與“線上”兩個階段?！熬€下”過程采用多參數(shù)規(guī)劃求解的方式，將系統(tǒng)的整個狀態(tài)域?qū)嵤﹨^(qū)域凸劃分，并計算所有有效狀態(tài)

2、分區(qū)上相應的最優(yōu)控制律；控制系統(tǒng)“線上”運行工作時，將系統(tǒng)即時狀態(tài)信息參照“線下”求解得到的狀態(tài)分區(qū)圖表進行定位查找，只需調(diào)用信息參數(shù)所在分區(qū)的對應控制律，進行簡單、少量的運算工作即可得到最優(yōu)控制量。
　　顯式的預測控制方法有效彌補了模型預測控制在工程應用過程中存在的不足。本文系統(tǒng)地研究了顯式模型預測控制的算法原理與控制特性，并將該算法應用在航行體水下高速運動的縱向控制中，主要的工作概括為：
　　1、對顯式模型預測控制的“線