基于橢圓概率集的隨機(jī)系統(tǒng)預(yù)測控制器設(shè)計.pdf

1、模型預(yù)測控制(MPC)是一類利用模型預(yù)測被控對象未來行為的計算機(jī)優(yōu)化算法，在復(fù)雜工業(yè)過程控制優(yōu)化方面有著廣泛應(yīng)用。隨機(jī)系統(tǒng)是一類不確定系統(tǒng)，也可稱為概率系統(tǒng)，其不確定性滿足特定的統(tǒng)計概率。隨機(jī)系統(tǒng)模型可以描述許多領(lǐng)域的動態(tài)系統(tǒng)，如隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和股票的隨機(jī)波動因素。隨機(jī)系統(tǒng)的預(yù)測控制方法研究越來越受到關(guān)注，因此研究隨機(jī)系統(tǒng)的預(yù)測控制有較好的理論價值和實踐意義。本文針對帶不確定性的隨機(jī)系統(tǒng)，在基于橢圓概率集的基礎(chǔ)上，研究了基于

2、狀態(tài)反饋的預(yù)測控制問題。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　1)針對具有Markov跳變特點的一類離散時間隨機(jī)系統(tǒng)，考慮了系統(tǒng)輸入具有多個不同概率軟約束的預(yù)測控制問題。基于多層概率集思想，求解無窮時域的優(yōu)化問題，得到了每個采樣周期內(nèi)狀態(tài)反饋控制器存在的充分條件和顯示表達(dá)式，給出了該類系統(tǒng)在線預(yù)測控制算法，使系統(tǒng)狀態(tài)在多步反饋律的控制下，以不同的概率進(jìn)入橢圓不變集，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性且使要求的性能指標(biāo)上界最小。
　　2)針對具有凸多

3、面體不確定性的離散時間隨機(jī)系統(tǒng)，在有限時間范圍內(nèi)，通過引入自由變量，利用增廣自治預(yù)測模型，基于多層概率集求解優(yōu)化問題，得到了每個采樣周期內(nèi)狀態(tài)反饋控制器存在的充分條件，給出了該類系統(tǒng)在線魯棒預(yù)測控制算法，使系統(tǒng)狀態(tài)以不同的概率進(jìn)入橢圓不變集，從而使被控系統(tǒng)漸近穩(wěn)定且滿足要求的性能指標(biāo)。
　　3)針對狀態(tài)不完全可測的一類離散時間隨機(jī)系統(tǒng)，離線求解得到狀態(tài)估計器，應(yīng)用基于狀態(tài)估計的方法，將狀態(tài)估計誤差約束在指定的橢圓集內(nèi)，同時將系統(tǒng)的