目前在復(fù)雜的工業(yè)控制中,特別是在慢動(dòng)態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中,模型預(yù)測(cè)控制由于其具備預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正等三大特征,可以處理多變量多約束問(wèn)題,已經(jīng)受到廣泛應(yīng)用,然而在處理快動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的控制問(wèn)題時(shí),由于實(shí)際系統(tǒng)固有的非線(xiàn)性以及控制精度的要求,線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制的使用范圍有限,而非線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制在求解非線(xiàn)性預(yù)測(cè)方程時(shí),計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng),對(duì)整個(gè)快速動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的控制會(huì)產(chǎn)生較大的求解時(shí)間負(fù)擔(dān),特別是在預(yù)測(cè)時(shí)域較長(zhǎng)時(shí),求解優(yōu)化問(wèn)題時(shí)間過(guò)長(zhǎng)大大限制了模型預(yù)測(cè)控制在快速動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（如汽車(chē)電子控制系統(tǒng)等）中的應(yīng)用。為了解決非線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制在快速動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中求解時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了一種基于干擾觀(guān)測(cè)器的線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制器,對(duì)非線(xiàn)性被控對(duì)象進(jìn)行線(xiàn)性化處理,得到線(xiàn)性化模型,在線(xiàn)性模型中加入線(xiàn)性化導(dǎo)致的模型誤差干擾,然后根據(jù)此模型設(shè)計(jì)干擾觀(guān)測(cè)器,本文采用擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器作為干擾觀(guān)測(cè)器,觀(guān)測(cè)器的干擾結(jié)果實(shí)時(shí)返回到預(yù)測(cè)模型中,利用此模型設(shè)計(jì)線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制器,達(dá)到非線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制器的控制效果,這樣就可以解決由于求解時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致無(wú)法使用非線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制的問(wèn)題,最后采用FPGA針對(duì)控制算法的具體求解過(guò)程進(jìn)行硬件加速。本文主要設(shè)計(jì)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 模型預(yù)測(cè)控制的研究現(xiàn)狀
    1.3 擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器研究現(xiàn)狀
    1.4 FPGA技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于干擾觀(guān)測(cè)器的模型預(yù)測(cè)控制
    2.1 模型預(yù)測(cè)控制算法
        2.1.1 線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制
        2.1.2 非線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制
    2.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器
        2.2.1 單輸入單輸出系統(tǒng)擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器
        2.2.2 多變量擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器
    2.3 基于擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器的線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單入單出系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)
    3.1 永磁直流電機(jī)模型
    3.2 永磁直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器設(shè)計(jì)
        3.2.1 擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器設(shè)計(jì)
        3.2.2 模型預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 多入多出系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)
    4.1 車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性控制問(wèn)題概述
    4.2 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型
    4.3 車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 控制器預(yù)測(cè)模型設(shè)計(jì)
        4.3.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器設(shè)計(jì)
        4.3.3 模型預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)
    4.4 仿真實(shí)例
    4.5 本章小結(jié)
第5章 控制器的FPGA硬硬件加速實(shí)現(xiàn)
    5.1 控制算法的FPGA實(shí)現(xiàn)方案
    5.2 控制器的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 定點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)
        5.2.2 綜合優(yōu)化
        5.2.3 HDL代碼生成
        5.2.4 功能仿真驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3182494