混合逻辑动态建模及其模型预测控制研究

发布时间：2022-01-20 11:21

　　在许多工业控制过程中,不仅含有连续变量,同时也还有离散变量。在以往的控制方法设计中,通常将两者分离考虑,各自确立控制策略。然而在实际过程中,这两类变量往往是相互联系、相互作用的。这就需要建立一种整体的框架,用来同时处理过程中的离散、连续变量及其之间的关系。混杂系统即指同时包含有相互作用的离散事件过程和连续变量过程的一类动态系统。混杂系统的研究为解决复杂工程实际问题提供了新的解决方法和思路。 本文在总结几种典型的混杂系统建模方法并进行分析比较的基础上,对混合逻辑动态建模方法理论与应用做了进一步的研究和探索。混合逻辑动态建模方法是连续系统的离散化延伸,可以对含有混杂特性和约束的系统进行建模。 首先,详细阐述和证明了逻辑命题的转换及其等价线性不等式之间的关系和转换方法。借助这些转换,可以将状态方程形式的机理模型与经验知识、系统自身逻辑关系等结合起来,表达成为统一的混合逻辑动态模型。 其次,将混合逻辑动态方法推广应用到多种形式的混杂系统建模。以分段线性系统、输出分段系统、双线性系统、有限状态机为例,详细阐述了混合逻辑动态模型的建立过程,并且给出了完整的模型表达式。探讨了混合逻... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985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
目录
第1章 绪论
    1.1 混杂系统的基本概念
    1.2 混杂系统的几种建模方法
        1.2.1 自动机模型
        1.2.2 层次结构模型
        1.2.3 混杂 Petri网
        1.2.4 混合逻辑动态模型
        1.2.5 SIGNAL语言仿真模型
        1.2.6 几种建模方法的比较
    1.3 混杂系统的优化设计
    1.4 混杂系统建模的应用
    1.5 本文的主要研究内容及结构安排
第2章 混合逻辑动态建模的基础—逻辑命题的转换
    2.1 引言
    2.2 逻辑命题的转换
    2.3 连续函数与逻辑命题的转换
    2.4 连续函数与逻辑变量乘积的处理
    2.5 小结
第3章 基于混合逻辑动态方法的建模
    3.1 引言
    3.2 混合逻辑动态模型的一般表现形式
    3.3 若干不同系统的混合逻辑动态表现形式
        3.3.1 分段线性系统
        3.3.2 输出分段系统
        3.3.3 双线性系统
        3.3.4 有限状态机
    3.4 小结
第4章 混合逻辑动态模型的预测控制
    4.1 引言
    4.2 混合逻辑动态系统的最优控制
    4.3 混合逻辑动态系统的模型预测控制
        4.3.1 模型预测控制
        4.3.2 问题定义
        4.3.3 预测时域以及收敛性
    4.4 小结
第5章 船舶自动舵的混合逻辑动态建模及预测控制策略研究
    5.1 引言
    5.2 船舶操舵响应模型
    5.3 船舶操舵响应模型的动态矩阵控制(DMC)
        5.3.1 基于船舶操舵模型的改进DMC
        5.3.2 实例仿真
    5.4 混合逻辑动态操舵模型及其预测控制
        5.4.1 含死区特性的操舵模型
        5.4.2 实例仿真
    5.5 小结
第6章 结论与展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来研究的展望
参考文献
致谢
附:作者攻读硕士期间完成的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混合逻辑动态法的污水处理除氮过程的优化控制[J]. 张立炎,马龙华,钱积新.  化工学报. 2004(04)
[2]混杂系统优化控制的动态规划方法研究[J]. 尹增山,高春华,李平.  控制理论与应用. 2002(01)



本文编号：3598730