预测控制、无模型控制若干问题的研究

论文摘要

本文主要研究鲁棒预测控制算法的可行性和稳定性，并提出几种无模型控制算法的改进策略．首先针对多包描述不确定系统的鲁棒控制器设计问题，分析了现有一类算法的可行性和稳定性，在此基础上给出了只要问题初始可行就有系统闭环稳定的一种控制器的设计算法；进一步结合现有的算法，提出一种综合的鲁棒模型预测控制算法，通过与现有算法的比较可见，该算法扩大了问题的初始可行域，大大改善了控制性能．其次针对附加有界扰动描述的不确定系统，分析了其开环最小最大模型预测控制问题的可行性和稳定性，指出此类算法初始可行未必一直可行，进而提出一种只要问题初始可行就有系统闭环稳定的改进算法．最后针对现有无模型控制算法存在的不足，结合实际应用，提出了带死区的无模型控制器、含稳态增益的无模型控制器以及有约束无模型控制器等几种灵活实用的改进策略，完善了现有的无模型控制算法，为进一步的应用提供了理论依据．我们还就恒值设定值情况，分析了预测控制、无模型控制与经典PID控制之间的关系，指出从某个角度上来讲，预测控制和无模型控制都可以看作是按照一定方法设计的PID控制．

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 模型预测控制
• 1.1.2 无模型控制
• 1.2 预测控制稳定性的研究现状
• 1.2.1 标称系统的稳定模型预测控制方法
• 1.2.2 预测控制中不确定性的描述
• 1.2.3 鲁棒模型预测控制研究现状
• 1.3 典型的无模型控制方法的简述
• 1.4 本文内容
• 第二章 多包不确定系统的约束鲁棒模型预测控制
• 2.1 无约束问题的可行条件
• 2.2 有N步自由变量的约束鲁棒模型预测控制
• 2.2.1 问题描述
• 2.2.2 可行性和稳定性分析
• 2.2.3 变时域鲁棒模型预测控制
• 2.3 综合的鲁棒预测控制算法
• 2.3.1 问题描述
• 2.3.2 算法描述
• 2.3.3 线性矩阵不等式转化
• 2.3.4 稳定性
• 2.3.5 可行域的单调性
• 2.4 与已有算法的比较及仿真
• 第三章 附加扰动不确定系统开环 MMMPC的可行性和稳定性
• 3.1 问题描述
• 3.2 可行性和稳定性分析
• 3.3 改进的OL-MMMPC算法
• 3.4 分析与仿真
• 第四章 无模型控制算法的一些改进
• 4.1 无模型控制算法描述
• 4.2 带死区的无模型控制器
• 4.3 利用稳态增益修正的无模型控制器
• 4.4 约束无模型控制器
• 4.5 分析与仿真
• 第五章 预测控制、无模型控制与PID控制的关系
• 5.1 PID控制简介
• 5.2 预测控制与PID控制的关系
• 5.2.1 一阶线性定常系统
• 5.2.2 二阶及高阶情况
• 5.3 无模型控制与PID控制的关系
• 5.4 分析与仿真
• 参考文献
• 攻读博士学位期间的研究成果
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢