非線性系統(tǒng)預(yù)測(cè)控制的魯棒性分析.pdf

1、隨著過(guò)程工業(yè)的發(fā)展,其日益走向大型化、連續(xù)化,工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程日趨復(fù)雜多變,被控對(duì)象往往具有非線性、強(qiáng)耦合性、工作點(diǎn)的變化范圍大、參數(shù)不確定性、大純滯后和信息不完全等特征,并存在著各種約束條件,其動(dòng)態(tài)行為還會(huì)隨著操作條件變化而變化,以及系統(tǒng)參數(shù)隨著環(huán)境的變化等因素而改變。在系統(tǒng)性能、控制器設(shè)計(jì)和整定及魯棒性等許多方面存在問(wèn)題,傳統(tǒng)的線性預(yù)測(cè)控制器已經(jīng)很難奏效。因此,如何對(duì)預(yù)測(cè)控制進(jìn)行改進(jìn),以解決工業(yè)過(guò)程中存在的變量眾多、強(qiáng)非線性、時(shí)滯、存在

2、不確定性以及約束條件眾多等問(wèn)題,使之更加適合于復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的實(shí)際應(yīng)用,是亟待解決的問(wèn)題。對(duì)此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)不同的非線性系統(tǒng)提出了各種魯棒預(yù)測(cè)控制,其中H∞魯棒預(yù)測(cè)控制是一種處理非線性系統(tǒng)的有效策略。
　　 本文在前人研究工作基礎(chǔ)上,針對(duì)一類約束非線性系統(tǒng),結(jié)合輸入狀態(tài)穩(wěn)定、魯棒不變集、控制Lyapunov函數(shù)等理論和方法,在優(yōu)化可行性、穩(wěn)定性、魯棒性、計(jì)算量和穩(wěn)定域估計(jì)等方面做了分析研究,以便得到具現(xiàn)實(shí)意義的理論性成果和設(shè)計(jì)。

3、結(jié)合微分對(duì)策理論,給出了一種次優(yōu)魯棒NMPC算法設(shè)計(jì);對(duì)于狀態(tài)限界擾動(dòng),得到了可調(diào)次優(yōu)魯棒NMPC算法設(shè)計(jì),并且在理論上驗(yàn)證了次優(yōu)閉環(huán)系統(tǒng)相對(duì)于有界不確定性是輸入狀態(tài)穩(wěn)定的,在策略上降低了魯棒NMPC在線優(yōu)化的計(jì)算量。利用非線性H∞控制,針對(duì)約束、不確定、離散非線性系統(tǒng),給出了仿射系統(tǒng)的魯棒MPC算法設(shè)計(jì)。結(jié)合非線性系統(tǒng)L2增益和輸入狀態(tài)穩(wěn)定性,從理論上實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)H∞預(yù)測(cè)控制和次優(yōu)H∞預(yù)測(cè)控制對(duì)有界不確定擾動(dòng)的魯棒控制,并且有限維參數(shù)化