基于混合逻辑动态的混杂系统建模及其模型预测控制

发布时间：2021-08-31 09:52

　　本文主要研究了混杂系统的混合逻辑动态建模及其模型预测控制方法,并应用到三容混杂系统。混杂系统的是由连续变量动态系统和离散事件动态系统相互混杂、相互作用而形成的统一的动态系统。混合逻辑动态模型可以认为是线性连续变量动态模型在混杂系统中的推广,它能够在一个统一的模型框架内,考虑系统的动态之间的逻辑关系和动态之间的切换以及系统状态以及控制输入的约束。本文研究了混杂系统的混合逻辑动态建模的主要工具,即命题逻辑和线性整数不等式之间的等价转化关系,并用混合逻辑动态方法对几种典型系统建模,详细阐述了混杂系统的混合逻辑动态模型建立过程。结合模型预测控制的思想,利用系统的混合逻辑动态模型作为预测模型,分别探讨了基于二次型和线性性能指标的混杂系统的模型预测控制,并证明了在这两种控制策略下闭环系统的稳定性。通过数值仿真验证了两种算法的有效性。三容混杂系统是一个典型的带有约束的混杂系统,对研究工业过程控制中混杂系统的故障诊断和控制算法有着非常重要的意义。建立了该系统的混合逻辑动态模型,分别采用二次型目标函数和线性目标函数,相应设计了基于混合整数二次规划和混合整数线性规划的三容混杂系统的模型预测控制器,进行了仿... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

a系统状态演变

( )10 0 0 01 0 01 0 01 0 0( )1 0 00 1 00 1 00 1 00 1MMMk z tMMMMMδ + ≤ ( )1 0 100( ) ,000 0N P MN P MN Pu t x tN PP N MP N MP NP N + + (3.5b)其中， [ ]'1 2z = zz， M = 16(1 + 3), N = 0.4, P= 0.4 3。上述混合整数线性不等式组没有包含系统状态约束和输入约束的引入六个不等式，这六个不等式很容易包括进去，这里就不加赘述。当 t ≥ 0，系统在 u (t ) ≡ 0的控制作用下，由初始状态'0x = [ 1 1]开始的状态变量空间的演变过程如图 3.2 所示。

不含状态约束条件12x(t)≤x(t)的开环最优控制

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]多模型混合系统的稳定性分析与最优控制[D]. 李顺祥.吉林大学 2005
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[3]混杂系统稳定性及其在电力系统中的应用研究[D]. 仝庆贻.浙江大学 2004
[4]结合逻辑与规则的工业过程建模和优化控制的研究[D]. 张立炎.浙江大学 2004
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本文编号：3374690