高超声速飞行器的离线双模预测控制方法

针对预测控制在高超声速飞行器控制中面临的在线计算时间问题,提出了离线双模预测控制方法。首先采用LQR方法设计无约束反馈控制增益,然后根据计算得到的控制增益和高超声速飞行器的约束条件计算多面体不变集,根据多参数二次规划解的性质将多面体不变集进行区域划分并计算相应区域的自由控制变量。在线时只需要搜索当前时刻状态所处的分区,极大地减小了在线计算时间,为高超声速飞行器的实时控制提供了保证。仿真试验表明,提出的方法在保持在线算法的控制性能的同时,极大减少了仿真运行时间,实现了高超声速飞行器的实时控制。

基于双模预测的精确码率控制

精确的码率控制是进行高效视频编码与传输的关键。针对现有码率控制技术的不足,提出了在视频编码中采用两个率失真模型进行码率预测的思想以提高码率控制的精度。对H.264的G012码率控制框架进行改进,给出一种基于双模预测的自适应码率控制方法。实验仿真结果显示,与传统的单模码率控制方法相比,基于双模预测的码率控制算法能保证在不影响编码质量的前提下有效地提高码率控制的精度。

一类约束分段仿射系统的鲁棒双模预测控制

研究了具有附加扰动约束的分段仿射(PWA)系统的预测控制问题,提出了PWA系统鲁棒双模预测控制方法.该方法基于不确定演变集,即在任意可能的扰动下,系统的预测状态演变集.把它作为预测控制开环优化问题的状态约束,并选择一个鲁棒正不变集作为终端约束,使得优化问题的可行性保证了系统的鲁棒稳定性,并可利用优化问题的次优解来确保系统的鲁棒稳定性,降低了优化计算的复杂性.数值实例表明,获得的双模控制器在预测时域内可渐近稳定系统状态到鲁棒正不变集,并在局部控制器的作用下保持状态在正不变集内,保证了系统的渐近终端有界.

一类有约束的分段线性系统双模预测控制

研究分段线性(PL)系统预测控制问题,提出了PL系统双模预测控制,并证明了该方法的稳定性.该方法使用混合逻辑动态系统来建模PL系统,利用PL系统状态反馈控制来确定PL系统的受控不变集,并结合双模预测控制方法获得PL系统双模预测控制.该方法解决了系数矩阵的选择问题,不需要满足最终状态等式约束.一个分段线性系统的实例证明了该方法是可行的.

高超声速飞行器调度双模预测控制方法

针对一类具有大包线飞行和快时变特性的高超声速飞行器,采用多个线性时变(LTV)多胞模型近似地描述高超声速飞行器的纵向非线性模型.对于各LTV多胞模型,离线设计局部双模预测控制器来显式地处理控制输入和状态的约束问题,并获得相应的稳定域.然后,构造各局部控制器间稳定的切换策略.仿真结果表明,所提方法在控制输入和状态满足给定的约束范围情况下,不仅能更快地跟踪较大范围的速度和高度的指令信号,而且大幅减少了在线计算时间.

一种基于双模结构的预测器

分支预测是限制微处理器性能提高的一个重要因素,因此也一直是微处理器设计研究的重点.文中提出了一种对动态两级自适应分支预测进行改进的新方法,即基于双模结构的双模预测器.它能同时根据指令转移间相关和转移内相关进行转移预测,从而获得更高的转移预测精度.

双模模糊预测控制在水泥回转窑生料系统中的应用研究

针对水泥回转窑的工艺特点,研究了适合大惯性、滞后等特点的典型工业对象的模糊预测控制算法,具有模糊控制和预测控制的特点,并引入双模功能,有较强的跟踪与抗干扰能力。算法已成功应用在水泥窑生料系统,现场运行结果表明该算法简捷实用,控制效果优于传统的PID控制。

一类Markov跳变系统的鲁棒分布式预测控制

针对一类具有多面体不确定性的Markov跳变系统,研究其鲁棒分布式模型预测控制问题.将Markov跳变系统分解成若干个子系统,对每个子系统分别进行控制.为了有效地减少在线计算量,降低计算复杂度,本文采用双模预测控制的方法,所设计的控制器保证了闭环系统的均方稳定性.最后仿真算例验证了所提控制算法的有效性.

基于多面体不变集的变终端约束集RMPC

针对一类状态和输入受约束的多胞不确定线性时变系统,提出了一种基于多面体不变集的变终端约束集鲁棒模型预测控制算法。首先采用基于状态反馈增益的多面体不变集计算方法,给出了一种新的控制不变集序列构造方法,然后以控制不变集序列的并集作为终端约束集,结合在线优化和增益切换,实施变终端约束集双模鲁棒预测控制。该算法不仅有效地扩大了终端约束集,而且采用离线方式计算不变集序列降低了在线运算量。最后仿真结果验证了算法的有效性。