基于有限/无限时域优化的扩展非最小化状态空间模型预测控制研究

项目名称： 基于有限/无限时域优化的扩展非最小化状态空间模型预测控制研究

项目编号： No.61273101

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 张日东

作者单位： 杭州电子科技大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 传统状态空间预测控制及改进方法受状态估计器特性以及无法协调状态输出双重限制，存在过程跟踪性能与无超调性能很难兼顾，优化过程不能充分利用状态的不足。实际应用中控制精度不高、系统稳定性和可靠性较低。基于项目组在这个领域的基础工作，我们将研究扩展非最小化状态空间模型预测控制，克服传统状态空间方法的局限性。主要研究：1. 新型扩展状态有限/无限时域预测控制，解决系统响应快速性和平稳性的矛盾，理论上分析控制系统的鲁棒性和稳定性，给出控制器参数选取原则和系统稳定性关系；2. 研究一种计算量小、优化存在解析解的线性规划约束预测控制，给出优化方法的收敛性理论；3.设计简单、可靠并参数易于调整的输出误差与状态联合加权优化方法，兼顾跟踪性能与抗干扰性能要求。研究成果将形成状态空间预测控制新理论与技术，并在炼油、化工等流程工业得到一定的应用，进一步丰富已有预测控制理论，对提高相关行业控制水平也有重要的应用价值。

中文关键词： 模型预测控制；状态空间模型；有限/无限时域优化；；

英文摘要： Traditional state space predictive control together with relevant improved methods are confined to state observers' dynamics and the inability of regulate state output and fail to use the state information during optimization,thus they cannot consider both the tracking and the overshoot/undershoot rejection performance.In practical applications, this leads to low control accuracy,system stability and reliability.Based on the previous work in this field,our research group will focus on extended non-minimal state space predictive control to overcome the shortcomings of traditional ones. The main topics include the followings: 1. New finite/infinite horizon extended non-minimal model predictive control.This will solve the contradiction of fast response and steady performance,what's more,closed-loop robustness and stability are theoretically investigate to give relationship between control parameters and system stability; 2. Linear pragramming based constrained predictive control with low computation burden and analytical solution will be pursued together with the convergence theory of the optimization; 3. Designs of simple and reliable methods with easily tuned parameters that can adjust both the output error and the state are focused to consider both the tracking performance and the disturbance rejection performan

英文关键词： model predictive control；state space models；finite/infinite horizon optimiztion；；