模型预测控制的参数优化

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1、目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯IAbstract．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．⋯．．．．⋯．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．⋯⋯．⋯⋯．．⋯．II第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。11．1预测控制背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2预测控制概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2．1预测控制基本特征⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯．．．．．⋯⋯⋯．．11．2．2预测控制与其他几种控制的区别．⋯⋯⋯⋯．．．⋯．．．．．．31．2．3预测控制基本分类⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．．．31．3预测控制问题基本描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51．4预测控制的几个基本问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．61．4．1可行性⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯．．61．4．2稳定性．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．81．4．3鲁棒性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．101．5预测控制当前研究所存在的几个问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．121．6本文的研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。13第二章参数优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。152．1引言⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．2采样时间⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．3控制时域与预测时域⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。162．4加权矩阵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯172．5性能指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．182．5．1特定系统品质类性能指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19IV目录2．5．2基于瞬态品质的误差性能指标函数⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．．202．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21第三章模

4、型预测控制中的约束问题及其优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。223．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯223．2工业控制过程中的约束及其相关问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。223．2．1工业控制过程中的约束问题⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯223．2．2约束引起的问题及其处理方式⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯233．3针对可行性问题的约束处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯243．4基于瞬态性能优化的硬约束处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯273．4．1硬约束松弛优化方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．273．4．2误差积分准则⋯⋯⋯⋯⋯．．

5、．⋯⋯．．．⋯．．⋯⋯．．293．4．3基于误差积分准则的硬约束松弛优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．313．5基于误差积分准则加权矩阵选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯313．6双水箱网络算例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．323．6．1基于试凑法的硬约束松弛参数优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．333．6．2约束松弛参数与误差积分准则之间关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯363．6．3结果比较分析⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯423．6．4加权矩阵与误差积分准则之间关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．433．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。46第四章基于抗干扰性

6、能的预测控制控制器参数优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯．474．1广义预测控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯474．1．1广义预测控制背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯474．1．2广义预测控制基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．474．1．3丢番图求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．504．2加权系数对系统抗干扰性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯524．2．1系统抗干扰性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52V目录4．2．2理论推导．⋯．⋯⋯．⋯．．⋯．．⋯．．．．⋯．．⋯⋯⋯．524．3算例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯544．4加权系数的综合选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．554．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。56第五章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．57参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯58作者在攻读硕士学位期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．64VIContentsAbstractinChinese．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．