混合H2-H∞指標(biāo)魯棒模型預(yù)測控制器的設(shè)計.pdf

1、模型預(yù)測控制自上世紀(jì)70年代問世以來，被認(rèn)為是能夠顯式地處理約束的有效先進(jìn)過程控制策略。在實(shí)際應(yīng)用中，由于不可避免地存在外界擾動以及系統(tǒng)不確定性，魯棒模型預(yù)測控制（RMPC）作為模型預(yù)測控制(MPC)的重要分支，近年來越來越受到各界的廣泛關(guān)注。針對一個控制器如何使其閉環(huán)系統(tǒng)保持穩(wěn)定性和具有滿意的系統(tǒng)性能是現(xiàn)代預(yù)測控制綜合理論的一個重要問題。
　　在魯棒預(yù)測控制的研究領(lǐng)域中，分別以H2和H∞為指標(biāo)的魯棒預(yù)測控制的穩(wěn)定性和性能已得到了

2、較好的解決，但對于同時能處理性能和擾動的混合H2/H∞指標(biāo)的魯棒預(yù)測控制，針對不同的系統(tǒng)，在系統(tǒng)性能、魯棒性、可行域和在線計算量之間如何得到一個很好的權(quán)衡仍有待解決。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，分別針對不同的系統(tǒng)，研究了混合H2/H∞指標(biāo)的魯棒預(yù)測控制，分析了閉環(huán)系統(tǒng)的性能、魯棒性、可行域和在線計算量，得到了下列結(jié)果:
　　針對以往混合H2/H∞指標(biāo)魯棒預(yù)測控制設(shè)計不能確保遞歸可行性的問題，通過附加新的系統(tǒng)約束，使系統(tǒng)具有穩(wěn)定性保證，并有較

3、好的控制性能。進(jìn)一步采用離線設(shè)計在線綜合的策略，減少在線計算量。
　　針對多胞不確定系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)不確定系統(tǒng)，提出了混合H2/H∞多步魯棒預(yù)測控制算法，該算法減少了設(shè)計反饋控制律的保守性，擴(kuò)大了初始可行域，并獲得了更好的系統(tǒng)性能。進(jìn)一步采用了離線設(shè)計橢圓不變集，在線優(yōu)化組合系數(shù)的方法，以降低在線計算量并獲得更好的系統(tǒng)性能。其中針對結(jié)構(gòu)不確定系統(tǒng)的混合H2/H∞魯棒預(yù)測控制算法，引入輸入狀態(tài)穩(wěn)定的方法證明其穩(wěn)定性。
　　針對系統(tǒng)執(zhí)

4、行器飽和問題，本文針對原執(zhí)行器飽和預(yù)測控制算法的不足，提出了新的算法，從而改進(jìn)了系統(tǒng)性能。進(jìn)一步為了滿足多目標(biāo)控制的需求，針對帶有執(zhí)行器飽和的不確定系統(tǒng)，考慮了執(zhí)行器飽和的混合H2/H∞魯棒預(yù)測保性能控制問題，提出了執(zhí)行器飽和的混合H2/H∞的魯棒預(yù)測控制算法。
　　針對時滯不確定系統(tǒng)的魯棒預(yù)測控制問題，提出針對時滯系統(tǒng)的混合H2/H∞魯棒預(yù)測控制算法，同時針對時滯問題的混合H2/H∞魯棒預(yù)測控制進(jìn)行了可行性分析。最后將時滯系統(tǒng)的