分布式系統(tǒng)廣泛存在于現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域,包括石油化工、生產(chǎn)制造、交通運輸、航空航天等,它具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活、計算負(fù)載低、易于安裝維護(hù)、支持信息共享與遠(yuǎn)程通信等優(yōu)點,在學(xué)術(shù)界與工業(yè)界受到了人們的青睞。分布式模型預(yù)測控制作為解決大規(guī)模復(fù)雜分布式系統(tǒng)優(yōu)化控制問題的關(guān)鍵方法,可有效處理多變量、多約束優(yōu)化控制問題,成為分布式控制系統(tǒng)領(lǐng)域研究的重點。在實際大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中,受外部環(huán)境及生產(chǎn)條件的影響,例如,用戶需求變化、生產(chǎn)任務(wù)調(diào)整、生產(chǎn)原材料種類變化、生產(chǎn)工藝改進(jìn)等,分布式系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化,一類分布式可重構(gòu)預(yù)測控制系統(tǒng)因此出現(xiàn)。結(jié)合不同應(yīng)用場景下分布式系統(tǒng)的控制任務(wù)與設(shè)計要求,研究如何在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動態(tài)變化的情況下對全局系統(tǒng)進(jìn)行控制結(jié)構(gòu)及預(yù)測控制器優(yōu)化設(shè)計,對于滿足不同的重構(gòu)結(jié)構(gòu)需求,實現(xiàn)重構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下可靠的分布式系統(tǒng)功能具有重要意義。從控制成本和控制性能兩方面考慮,保證全局系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可控的最小輸入設(shè)計是分布式預(yù)測控制系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)選擇的一個重要依據(jù)。然而,受系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化的影響,重構(gòu)結(jié)構(gòu)下分布式系統(tǒng)可能不再滿足全局結(jié)構(gòu)可控或控制成本最低的要求,給分布式可重構(gòu)系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計帶... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號對照表
縮略詞對照表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 分布式系統(tǒng)概述
    1.3 分布式預(yù)測控制系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計
        1.3.1 結(jié)構(gòu)可控性與最小輸入設(shè)計
        1.3.2 分布式可重構(gòu)系統(tǒng)的最小輸入設(shè)計
    1.4 分布式預(yù)測控制理論方法
    1.5 分布式可重構(gòu)系統(tǒng)有待解決的問題
    1.6 本文的主要內(nèi)容
第二章 分布式系統(tǒng)保證結(jié)構(gòu)可控的最小輸入設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 問題描述
    2.3 系統(tǒng)的圖形化描述及圖論相關(guān)術(shù)語
    2.4 分布式系統(tǒng)的最小輸入設(shè)計方法
        2.4.1 局部子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖形化描述
        2.4.2 確定全局非置頂強連接組分
        2.4.3 確定分布式系統(tǒng)的最小輸入設(shè)計
    2.5 算法復(fù)雜度的分析與比較
    2.6 仿真算例
    2.7 本章小結(jié)
第三章 分布式可重構(gòu)系統(tǒng)的最小輸入分配
    3.1 引言
    3.2 問題描述
        3.2.1 情況1:最小輸入選擇問題
        3.2.2 情況2:最小附加輸入問題
    3.3 最小輸入分配問題的最優(yōu)解描述及算法設(shè)計
        3.3.1 最小輸入選擇問題的最優(yōu)解描述
        3.3.2 最小附加輸入問題的最優(yōu)解描述
        3.3.3 最小輸入分配問題的求解算法
    3.4 算法復(fù)雜度分析
    3.5 仿真算例
        3.5.1 最小輸入選擇的算例驗證
        3.5.2 最小附加輸入的算例驗證
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于最小輸入分配的可重構(gòu)DMPC設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)描述
    4.3 分布式可重構(gòu)系統(tǒng)的DMPC設(shè)計
        4.3.1 最小輸入分配下的重構(gòu)系統(tǒng)描述
        4.3.2 基于最小輸入分配的分布式重構(gòu)控制策略
        4.3.3 局部子系統(tǒng)的可重構(gòu)預(yù)測控制器設(shè)計
    4.4 分布式最優(yōu)重構(gòu)控制律的高效求解
    4.5 仿真算例
    4.6 本章小結(jié)
第五章 具有可行性保證的可重構(gòu)鄰域協(xié)同DMPC設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 在線可行過渡過程的建立
    5.3 分布式可重構(gòu)系統(tǒng)的鄰域協(xié)同DMPC設(shè)計
        5.3.1 基于鄰域優(yōu)化的分布式重構(gòu)控制策略
        5.3.2 分布式可重構(gòu)系統(tǒng)的鄰域協(xié)同控制器設(shè)計
        5.3.3 全局重構(gòu)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
        5.3.4 可重構(gòu)控制器的分布式參數(shù)設(shè)計
    5.4 仿真算例
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀學(xué)位期間參與的項目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]On the structural controllability of distributed systems with local structure changes[J]. Jianbin MU,Shaoyuan LI,Jing WU.  Science China（Information Sciences）. 2018(05)
[2]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的可控性及算法[J]. 尹紅麗,紀(jì)志堅,張嗣瀛.  系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué). 2015(11)
[3]網(wǎng)絡(luò)信息模式下分布式系統(tǒng)協(xié)調(diào)預(yù)測控制[J]. 鄭毅,李少遠(yuǎn).  自動化學(xué)報. 2013(11)
[4]大系統(tǒng)控制論與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)——探索與思考[J]. 席裕庚.  自動化學(xué)報. 2013(11)
[5]非線性系統(tǒng)模型預(yù)測控制若干基本特點與主題回顧[J]. 何德峰,丁寶蒼,于樹友.  控制理論與應(yīng)用. 2013(03)
[6]模型預(yù)測控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝.  自動化學(xué)報. 2013(03)
[7]多智能體系統(tǒng)可控性的圖論刻畫[J]. 張安慧,張世杰,陳健,郭海波,孔憲仁,王峰.  控制與決策. 2011(11)
[8]工業(yè)過程系統(tǒng)的預(yù)測控制[J]. 李少遠(yuǎn).  控制工程. 2010(04)
[9]具有狀態(tài)預(yù)測器的多智能體系統(tǒng)一致性研究[J]. 席裕庚,黃維,李曉麗.  控制與決策. 2010(05)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與多模型的非線性自適應(yīng)廣義預(yù)測控制[J]. 石宇靜,柴天佑.  自動化學(xué)報. 2007(05)



本文編號：3296589