基于混合逻辑动态模型的区间预测控制研究

发布时间：2021-06-21 21:56

　　预测控制已经成为工业界处理约束多变量优化控制问题时广泛采用的算法。由于干扰、模型失配等因素,常导致约束不可行或无法达到严格的设定值控制目标,通常采用软约束和区间控制的方法解决。但常规的区间控制直接将区间控制目标转换成系统约束条件,存在偏差处理简单、可行集小、响应慢、鲁棒性差的缺陷。针对这些问题,本文利用混杂系统理论,基于混合逻辑动态（MLD）模型研究了混杂区间预测控制算法,通过引入与被控变量所处的偏差区域对应的逻辑变量,并将逻辑规则集成在算法求解中,使得被控变量可以更快地返回期望设定区间;通过在混杂预测控制算法中引入1范数指标,解决了算法计算量较大的问题;在混杂区间预测控制算法中引入界限漏斗技术,避免了在预测时域内引入过大的瞬时偏差,提高了区间预测控制的鲁棒性。论文所研究算法均在Shell塔上进行了仿真,取得了满意的效果。论文研究内容如下:研究了基于MLD的区间预测控制,通过在控制器设计中引入逻辑变量,将基于逻辑命题的目标函数转换成混合逻辑不等式约束集成在预测控制优化框架下。在此基础上,引入与被控变量所处偏差区域对应的逻辑变量作为区域标识,通过逻辑变量的取值检测输出变量预测值所处的偏差... 

【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 课题国内外研究现状
        1.2.1 预测控制研究现状
        1.2.2 混杂系统研究现状
        1.2.3 区间控制研究现状
    1.3 论文主要内容及结构安排
第2章 混合逻辑动态模型及预测控制理论
    2.0 预测控制概述
        2.0.1 预测控制基本原理
        2.0.2 预测控制的发展
    2.1 动态矩阵控制算法(DMC)
        2.1.1 单变量DMC算法
        2.1.2 多变量DMC算法
    2.2 基于混合逻辑动态模型的预测控制
        2.2.1 混合逻辑动态模型(MLD)
        2.2.2 逻辑命题转换数学知识
        2.2.3 基于MLD的预测控制
    2.3 本章小结
第3章 基于MLD的加权区间预测控制
    3.1 区间控制问题描述
    3.2 基于MLD的区间预测控制
        3.2.1 区间预测控制的MLD形式建模
        3.2.2 基于MLD的区间预测控制
        3.2.3 仿真实例
    3.3 基于MLD的加权区间预测控制
        3.3.1 加权区间预测控制的MLD形式建模
        3.3.2 基于MLD的加权区间预测控制
        3.3.3 仿真实例
    3.4 本章小结
第4章 基于线性规划的混杂区间预测控制
    4.1 线性规划预测控制方法简介
    4.2 基于线性规划的性能指标
        4.2.1 基于∞范数的性能指标
        4.2.2 基于1范数的性能指标
    4.3 基于线性规划的混杂区间预测控制
    4.4 仿真研究
    4.5 本章小结
第5章 带界限漏斗约束的混杂区间预测控制
    5.1 界限漏斗设计
    5.2 带界限漏斗约束的混杂区间预测控制
        5.2.1 界限漏斗约束的混合逻辑动态表示
        5.2.2 目标函数的设计
        5.2.3 仿真实例
    5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢



本文编号：3241483