基于學(xué)習(xí)的預(yù)測(cè)控制算法研究.pdf

1、預(yù)測(cè)控制是一種能夠有效處理約束的控制算法，它能夠達(dá)到優(yōu)良的跟蹤性能，但若模型存在誤差、算法的參數(shù)或控制律設(shè)置不合理，則會(huì)影響控制的精度與速度。學(xué)習(xí)控制主要針對(duì)具有周期特性的工程對(duì)象，從學(xué)習(xí)的角度來構(gòu)造控制律，利用對(duì)象過去的運(yùn)行信息來不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)修正當(dāng)前周期的控制信號(hào)，從而在整個(gè)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)使系統(tǒng)可以精確地跟蹤系統(tǒng)設(shè)定的期望軌跡。在處理具有周期特性的對(duì)象時(shí)，若能將預(yù)測(cè)控制與學(xué)習(xí)控制相結(jié)合，則能發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的魯棒性，實(shí)現(xiàn)高精度的快

2、速跟蹤。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴使用多速率模型的重復(fù)預(yù)測(cè)控制以抑制周期性擾動(dòng)與紋波。首先，針對(duì)重復(fù)控制中出現(xiàn)的紋波情況進(jìn)行分析，提出使用多速率模型來改善這一現(xiàn)象；其次，得到一個(gè)使用多速率模型的對(duì)象增廣模型用于控制器設(shè)計(jì)；最后，使用基于狀態(tài)空間的模型預(yù)測(cè)控制方法進(jìn)行控制求解并實(shí)施滾動(dòng)優(yōu)化。仿真實(shí)例表明使用多倍率模型進(jìn)行控制比使用單倍速率模型進(jìn)行控制更有效，進(jìn)一步證明了算法的有效性。⑵具有馬爾科夫周期性跳變擾動(dòng)系統(tǒng)的重復(fù)預(yù)測(cè)控制。

3、首先，得到一個(gè)使用馬爾科夫模型的增廣模型；其次，針對(duì)該增廣模型使用基于狀態(tài)空間的模型預(yù)測(cè)控制方法進(jìn)行求解，并實(shí)施滾動(dòng)優(yōu)化。仿真實(shí)例證明了算法在統(tǒng)計(jì)意義下的有效性。⑶城市排水系統(tǒng)的迭代學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)控制。對(duì)城市排水系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化建模，得到其對(duì)應(yīng)的溢流簡(jiǎn)化模型；根據(jù)對(duì)降雨過程的分析，將其分為三個(gè)模態(tài)，提出使用迭代學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)控制算法來處理溢流問題；將溢流問題轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的優(yōu)化問題，使用滾動(dòng)優(yōu)化來求解。以具體的城市排水系統(tǒng)為例，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化建模、仿真分析與