分布式預(yù)測(cè)控制的綜合方法研究.pdf

1、在多智能體系統(tǒng)、大型工業(yè)過程系統(tǒng)的控制問題中，控制器的綜合設(shè)計(jì)已受到了廣泛的重視。這些系統(tǒng)的物理特性以及在控制過程中的控制需求，使得分布式預(yù)測(cè)控制成為研究該類問題的首選策略。本文主要針對(duì)此類系統(tǒng)的控制問題，通過研究控制目標(biāo)分解、分布式協(xié)調(diào)與優(yōu)化的實(shí)施算法、穩(wěn)定性/收斂性分析等，提出分布式預(yù)測(cè)控制的綜合方法，即具有遞歸可行性與穩(wěn)定性/收斂性保障的分布式預(yù)測(cè)控制算法。主要貢獻(xiàn)如下：
　　1.針對(duì)帶有時(shí)變通訊拓?fù)湫枨蟮亩嘀悄荏w系統(tǒng)的跟蹤

2、及編隊(duì)控制問題，本文首先根據(jù)通訊拓?fù)錇楦鱾€(gè)智能體在線生成實(shí)時(shí)目標(biāo)代價(jià)函數(shù)；然后為其設(shè)計(jì)一項(xiàng)對(duì)跟蹤與編隊(duì)收斂性具有激勵(lì)作用的輔助約束與編隊(duì)權(quán)重更新公式；最后通過將實(shí)時(shí)目標(biāo)代價(jià)函數(shù)與相關(guān)約束合并，為各智能體構(gòu)造子優(yōu)化問題，并設(shè)計(jì)分布式協(xié)調(diào)與優(yōu)化的實(shí)施算法。該方法可以有效地保證時(shí)變拓?fù)淝闆r下的多智能體系統(tǒng)跟蹤及編隊(duì)的收斂性。
　　2.針對(duì)帶有避碰需求的、用離散時(shí)間線性模型表示的多智能體系統(tǒng)的跟蹤及編隊(duì)控制問題，本文首先設(shè)計(jì)相容性約束，即

3、對(duì)各個(gè)智能體的估計(jì)預(yù)測(cè)信息與實(shí)際預(yù)測(cè)信息之間的偏差進(jìn)行約束；然后基于相容性約束，為各個(gè)智能體設(shè)計(jì)帶有魯棒性能的避碰約束；最后綜合考慮相關(guān)約束，為各智能體構(gòu)造子優(yōu)化問題，并設(shè)計(jì)出分布式協(xié)調(diào)與優(yōu)化的實(shí)施算法。該方法在保證控制算法遞歸可行的前提下，有效地避免了各智能體之間的碰撞，使得整個(gè)多智能體系統(tǒng)的跟蹤及編隊(duì)收斂到指定目標(biāo)。
　　3.針對(duì)帶有避碰需求的、用連續(xù)時(shí)間非線性模型表示的非完整動(dòng)力學(xué)多智能體系統(tǒng)的跟蹤、調(diào)節(jié)及編隊(duì)控制問題，本文

4、首先為各智能體設(shè)計(jì)了具有正不變性與安全性的終端集合及相關(guān)的局部控制律；然后為各智能體設(shè)計(jì)相容性約束與避碰約束；最后綜合考慮相關(guān)約束，為各智能體構(gòu)造子優(yōu)化問題，并設(shè)計(jì)出分布式協(xié)調(diào)與優(yōu)化的實(shí)施算法。該方法能夠有效地解決非完整動(dòng)力學(xué)多智能體系統(tǒng)的正向/反向跟蹤、調(diào)節(jié)及編隊(duì)問題，并且保障了各智能體之間的避碰需求。
　　4.針對(duì)帶約束的大規(guī)模動(dòng)態(tài)耦合系統(tǒng)的調(diào)節(jié)問題，本文首先設(shè)計(jì)相容性約束，即對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的估計(jì)預(yù)測(cè)信息與真實(shí)預(yù)測(cè)信息之間的偏差