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随着计算机技术,信息处理等技术的不断发展,混合系统越来越引起人们的广泛专注。现今学术界和工业都在混合系统上进行了大量的研究。作为一种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复杂动态系统,且广泛存在于生产实际中,所以对于这种系统的控制问题是我们控制界所研究的一个重要方向。
模型预测控制最早是基于线性连续系统提出的一种控制算法,有控制效果好、鲁棒性强等优点。本文旨在将这一控制算法扩展到混合系统当中。论文工作主要有以下几部分:
首先介绍了模型预测控制的基本原理,并总结几种典型的模型预测控制算法,得出模型预测控制算法基本步骤。
其次,由于模型预测控制包含模型预测部分,所以得对混合系统建模。我们分析了一类描述混合系统的数学模型,得出这一类数学模型在一定条件下是相互等价。又由于混合逻辑动态模型能够方便地建立并求解混合系统的优化控制问题,后面就详细的介绍了混合逻辑动态模型的建模方法。而且对一类混合系统为例,如分段线性动态系统、输出分段系统等,进行混合逻辑动态建模,并且给出了完整的模型表达式。
再次,探讨了基于混合逻辑动态模型的混合系统控制,提出基于混合逻辑动态模型的混合整数预测控制算法(MIPC),并对控制方法的稳定性进行了证明,对于这种控制算法所存在的不足,提出一种改进的预测控制算法,并对实际模型分别采用两种控制算法并进行对比。
最后,对全文工作进行了总结,并展望了混合系统控制未来可能的研究方向。