本文關(guān)鍵詞：連續(xù)時(shí)間馬爾可夫跳變系統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制

  更多相關(guān)文章： 連續(xù)時(shí)間Markov跳變系統(tǒng) 奇異系統(tǒng) 模型預(yù)測(cè)控制 不變集 不完全轉(zhuǎn)移率 H∞性能

【摘要】：本文主要針對(duì)連續(xù)時(shí)間Markov跳變系統(tǒng)(MJS),采用模型預(yù)測(cè)控制(MPC)的方法優(yōu)化系統(tǒng)控制性能。運(yùn)用半正定規(guī)劃(SDP)將在線優(yōu)化問(wèn)題以線性矩陣不等式的形式給出,基于不變集理論探討MPC算法的可行性,確�？刂葡到y(tǒng)在優(yōu)化給定指標(biāo)的情形下具備閉環(huán)均方穩(wěn)定性。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)連續(xù)時(shí)間MJS,通過(guò)求解在線優(yōu)化問(wèn)題,設(shè)計(jì)使跳變系統(tǒng)均方穩(wěn)定的滾動(dòng)時(shí)域控制律。首先選取依賴于跳變模態(tài)的Lyapunov函數(shù),同時(shí)引入一個(gè)二次型性能指標(biāo),并將該指標(biāo)的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具有線性目標(biāo)函數(shù)和一組矩陣不等式約束的SDP。其次,選用具有采樣周期的MPC律,在確保連續(xù)時(shí)間對(duì)象穩(wěn)定的前提下,獲取優(yōu)化控制器。最后,運(yùn)用橢球不變集對(duì)模型預(yù)測(cè)控制策略的可行性和閉環(huán)系統(tǒng)的均方穩(wěn)定性進(jìn)行分析。(2)考慮一類具有不完全轉(zhuǎn)移率和范數(shù)有界不確定性的連續(xù)時(shí)間奇異MJS,采用MPC的控制器設(shè)計(jì)方法,將模型預(yù)測(cè)的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在線求解SDP。修正Lyapunov函數(shù)的表達(dá)形式,使之兼顧系統(tǒng)狀態(tài)、采樣周期和系統(tǒng)的奇異性。首先,給出轉(zhuǎn)移率已知的情形下,奇異MJS穩(wěn)定的充分條件;其次,針對(duì)轉(zhuǎn)移率部分未知的情況,利用連續(xù)時(shí)間MJS的轉(zhuǎn)移率矩陣每行元素相加為零的性質(zhì),把未知轉(zhuǎn)移率用已知轉(zhuǎn)移率表示,將轉(zhuǎn)移率已知和未知情形下閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定條件歸結(jié)為不同的矩陣不等式約束,通過(guò)優(yōu)化適當(dāng)?shù)亩涡痛鷥r(jià)函數(shù)設(shè)計(jì)滾動(dòng)時(shí)域控制器,給出奇異MJS均方穩(wěn)定的充分條件;最后,通過(guò)分析奇異MJS的正則、無(wú)脈沖及均方穩(wěn)定的性質(zhì),給出了系統(tǒng)均方可容許的分析。(3)研究一類包含時(shí)域硬約束的跳變系統(tǒng)H∞預(yù)測(cè)控制。由于外部干擾的不可預(yù)見(jiàn)性,離線H∞控制往往不能得到理想的干擾抑制性能,本文結(jié)合滾動(dòng)優(yōu)化的思想,給出了閉環(huán)系統(tǒng)滿足H∞干擾抑制水平要求和物理硬約束的充分條件。通過(guò)對(duì)γ指標(biāo)的在線最小化,使閉環(huán)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制性能要求和系統(tǒng)約束條件,即在必要時(shí)降低干擾抑制性能以保證時(shí)域硬約束要求的滿足;當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)遠(yuǎn)離邊界時(shí),可適當(dāng)提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
【關(guān)鍵詞】：連續(xù)時(shí)間Markov跳變系統(tǒng) 奇異系統(tǒng) 模型預(yù)測(cè)控制 不變集 不完全轉(zhuǎn)移率 H∞性能
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O211.62;TP13
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 研究背景7-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 Markov跳變系統(tǒng)研究概況9-10
• 1.2.2 模型預(yù)測(cè)控制研究概況10-11
• 1.2.3 Markov跳變系統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制研究概況11-12
• 1.3 論文主要結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 預(yù)備知識(shí)14-17
• 2.1 引言14
• 2.2 線性矩陣不等式14-15
• 2.2.1 LMI的定義14-15
• 2.2.2 LMI的求解15
• 2.3 不變集理論及SDP基礎(chǔ)15-16
• 2.4 本章小結(jié)16-17
• 第三章 連續(xù)時(shí)間Markov跳變系統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制17-25
• 3.1 引言17
• 3.2 問(wèn)題描述17-18
• 3.3 控制器設(shè)計(jì)18-21
• 3.4 均方穩(wěn)定性分析21-23
• 3.5 數(shù)值仿真23-24
• 3.6 本章小結(jié)24-25
• 第四章 不完全轉(zhuǎn)移率下連續(xù)時(shí)間奇異跳變系統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制25-41
• 4.1 引言25
• 4.2 系統(tǒng)描述25-27
• 4.3 奇異跳變系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)27-35
• 4.3.1 轉(zhuǎn)移率完全已知27-31
• 4.3.2 轉(zhuǎn)移率部分未知31-35
• 4.4 均方容許分析35-37
• 4.5 數(shù)值仿真37-40
• 4.6 本章小結(jié)40-41
• 第五章 Markov跳變系統(tǒng)的H∞滾動(dòng)時(shí)域控制41-49
• 5.1 引言41
• 5.2 問(wèn)題描述41-42
• 5.3 H∞滾動(dòng)時(shí)域控制器設(shè)計(jì)42-46
• 5.4 數(shù)值仿真46-48
• 5.5 本章小結(jié)48-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-51
• 6.1 工作總結(jié)49
• 6.2 工作展望49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文57

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊躍男;王友清;;內(nèi)模強(qiáng)化學(xué)習(xí)型模型預(yù)測(cè)控制及其在人工胰臟上的應(yīng)用(英文)[J];控制理論與應(yīng)用;2012年08期

2 陳克貴,沈平;簡(jiǎn)化模型預(yù)測(cè)控制及仿真研究[J];自動(dòng)化與儀表;1997年03期

3 馬靜;李書臣;肖軍;翟春艷;;基于模型預(yù)測(cè)控制的迭代學(xué)習(xí)控制器設(shè)計(jì)[J];河北工業(yè)科技;2006年01期

4 姚帥;;模型預(yù)測(cè)控制在供應(yīng)鏈領(lǐng)域研究綜述[J];中國(guó)科技信息;2014年01期

5 徐湘元,毛宗源;基于Hammerstein模型預(yù)測(cè)控制的分析與研究[J];控制理論與應(yīng)用;2000年04期

6 孫霞;;淺議顯式模型預(yù)測(cè)在電梯機(jī)械振動(dòng)控制中的應(yīng)用[J];科技致富向?qū)?2011年08期

7 范麗婷;王福利;李鴻儒;;基于特征線法的雙曲型分布參數(shù)模型預(yù)測(cè)控制及其應(yīng)用[J];控制理論與應(yīng)用;2013年10期

8 孔小兵;劉向杰;;基于輸入輸出線性化的連續(xù)系統(tǒng)非線性模型預(yù)測(cè)控制[J];控制理論與應(yīng)用;2012年02期

9 徐保國(guó),胡立萍;基于支持向量機(jī)的非線性系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2005年08期

10 杜亮;嚴(yán)衛(wèi)生;高劍;陳宇航;;波浪干擾下的AUV縱向運(yùn)動(dòng)建模與模型預(yù)測(cè)控制[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2012年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周帝;趙可君;;模型預(yù)測(cè)控制中的硬約束松化研究[A];全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2014年會(huì)論文集[C];2014年

2 楊馬英;;模型預(yù)測(cè)控制的性能監(jiān)視與評(píng)價(jià)——綜述[A];第二十一屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2002年

3 武俊峰;王振英;;基于狀態(tài)觀測(cè)器的約束魯棒模型預(yù)測(cè)控制[A];04'中國(guó)企業(yè)自動(dòng)化和信息化建設(shè)論壇暨中南六省區(qū)自動(dòng)化學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)專輯[C];2004年

4 周明;周堅(jiān)剛;余達(dá)太;;鋼鐵企業(yè)模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)綜述[A];冶金軋制過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

5 張聚;張海華;;時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的顯式模型預(yù)測(cè)控制[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

6 付慶華;曹玉強(qiáng);;基于模型預(yù)測(cè)控制的快速溫度調(diào)節(jié)器[A];1996中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1996年

7 李檸;李少遠(yuǎn);席裕庚;;pH中和過(guò)程的多模型預(yù)測(cè)控制[A];第二十屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（上）[C];2001年

8 周洪亮;劉志遠(yuǎn);;基于模型預(yù)測(cè)控制的車輛橫擺穩(wěn)定控制器設(shè)計(jì)[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

9 羅秋濱;韓志剛;朱宏;;非線性系統(tǒng)的無(wú)模型預(yù)測(cè)控制方法[A];2009中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集（1）[C];2009年

10 袁景淇;任海濤;王明珠;任樂(lè)民;;基于模型的重組酵母碳源流加速率控制[A];第二十一屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2002年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 孫長(zhǎng)生;國(guó)內(nèi)熱工自動(dòng)調(diào)節(jié)優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用的主要廠家評(píng)析[N];中國(guó)電力報(bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孔小兵;非線性模型預(yù)測(cè)控制及其在發(fā)電過(guò)程控制中的應(yīng)用[D];華北電力大學(xué);2014年

2 張浪文;網(wǎng)絡(luò)信息模式下分布式協(xié)調(diào)模型預(yù)測(cè)控制研究[D];上海交通大學(xué);2015年

3 岳俊紅;復(fù)雜工業(yè)過(guò)程多模型預(yù)測(cè)控制策略及其應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2008年

4 馮少輝;模型預(yù)測(cè)控制工程軟件關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2003年

5 蘇成利;非線性模型預(yù)測(cè)控制的若干問(wèn)題研究[D];浙江大學(xué);2006年

6 孫峻;非線性模型預(yù)測(cè)控制理論及應(yīng)用研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

7 李志軍;約束模型預(yù)測(cè)控制的穩(wěn)定性與魯棒性研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2005年

8 田翔;模型預(yù)測(cè)控制并行計(jì)算系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2007年

9 王浩坤;無(wú)偏模型預(yù)測(cè)控制的若干理論和方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

10 包哲靜;支持向量機(jī)在智能建模和模型預(yù)測(cè)控制中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李德q，

本文編號(hào)：953275