Robust predictive control of uncertain intergrating linear systems with input constraints

This paper presents a two-stage robust model predictive control (RMPC) aigorithm named as IRMFC for uncertain linear integrating plants described by a state-space model with input constraints. The global convergence of the resulted closed loop system is guaranteed under mild assumption. The simulation example shows its validity and better performance than conventional Min-Max RMPC strategies.

基于高斯回归学习的场景优化鲁棒预测控制

针对具有未知加性不确定性的约束线性系统,提出基于高斯过程回归学习的场景优化鲁棒模型预测控制算法.在离线阶段使用高斯回归从经验数据中学习不确定性结构与参数,能够抽取大量随机场景.在在线控制阶段中,求解抽取场景所构建的有限时域优化问题,将滚动优化得到的控制律作用于系统.引入松弛变量保证优化问题的可行性,应用随机凸优化理论,证明所提算法使系统以一定的置信度满足松弛机会约束,收敛于终端域.通过DC-DC转换器和网联车巡航控制仿真实验,验证了本文算法的有效性和优越性.

输入变量关联约束对约束优化控制的影响特性分析

过程工业控制中除了存在常见的输入变量和输出变量幅值高低限约束,由于工艺或者控制的需要也可能具有关于输入变量线性函数的关联约束.不同约束条件之间的矛盾可能会造成约束条件无法全部满足,失去了实施预测控制的基础.从凸体顶点角度,将具有输入关联约束的约束优化控制的可行性判定转化为凸多面集是否非空的问题.为保证具有输入关联约束预测控制的有效实施,本文将输入关联约束纳入到预测控制控制律的求解当中.基于Newton控制框架,考虑具有输入关联约束条件下,得到基于区间控制思想的预测控制律的解析表达式,从而分析输入关联约束条件对控制的影响.通过典型系统模型的控制仿真实验,验证以上方法的有效性.

一种约束输入的广义预测控制新算法

提出一种约束输入的广义预测控制新算法 (GPCIC) ,该算法不必求逆矩阵 ,占用内存小 ,计算速度快。仿真结果表明 。

基于事件触发的鲁棒预测控制器设计

针对干扰有界的线性离散系统,提出了事件触发的鲁棒预测控制算法。首先,采用紧约束方法设计系统的鲁棒预测控制优化问题;然后,根据求解优化问题得到的一组最优控制律序列,为后续多个时刻构造满足优化问题约束条件的鲁棒可行控制律序列;最后,根据输入-状态稳定性理论,得出保证系统鲁棒稳定的事件触发条件,从而完成事件触发鲁棒预测控制器的设计。仿真结果表明了事件触发条件的有效性,以及本文算法在减少系统计算量方面的优越性。

输入受限网络控制系统的鲁棒模型预测控制

针对一类带有随机时延的输入受限多面体不确定网络控制系统,提出了一种鲁棒模型预测控制算法.假设随机网络时延为Markov链,并考虑Min-Max无穷时域性能指标,用线性矩阵不等式方法给出了依赖于模态的状态反馈控制器.基于Lyapunov方法,得到了保证可行性和鲁棒随机稳定性的条件.仿真结果验证了算法的有效性.

基于预测控制综合算法的控制器设计与仿真

模型预测控制综合设计方法通过设计一组满足特定要求的终端来保证系统稳定性。本文提出了一组满足该要求的约束条件,然后依据多参数二次规划来求解模型预测控制器,在Matlab环境下设计并且实现了一种基于模型预测综合控制方法的控制器的设计,最后通过仿真实验验证了该控制器的稳定性和鲁棒性。仿真结果表明,所设计的控制器可以用来求解基于模型预测控制综合设计方法的预测控制器。

输入状态稳定的鲁棒预测控制

以有界干扰非线性系统为研究对象,设计一种基于近似可达集的鲁棒预测控制方法.该方法以鲁棒控制不变集作为终端约束集,采用一种简单的三次多项式逼近预测控制的待优化控制律,通过在线优化求解三次多项式的各项系数,并从理论上证明了所设计的鲁棒预测控制律可以使系统输入状态稳定.最后通过仿真实例验证了所提出的鲁棒预测控制方法的可行性和有效性.

基于MPSP的次优滑模制导律

针对导弹拦截机动目标的问题,提出了一种能满足多终端约束的次优滑模制导律(Sub-OSMG)。该算法将模型预测静态规划(MPSP)与滑模控制(SMC)相结合,解决了MPSP在系统模型不精确时由于依赖模型预测而导致的控制量发散问题;基于三自由度相对运动方程建立所提出的制导律,其鲁棒性通过Lyapunov稳定性理论进行了证明;在滑模控制的设计中引入一种较为新颖的滑模面,巧妙地继承了两种方法的优点,其区别于传统扩展比例导引(APN),在仅知机动幅值的情况下,能精确地击中目标。仿真结果表明,所提出的Sub-OSMG能够有效地抵消外部扰动,具有更高的精度、更好的鲁棒性、更小的控制代价。