基于频域的广义预测控制器( GPC)的稳定性分析

首先推导了广义预测控制器（GPC）的闭环反馈结构，然后采用频域响应法分析了GPC控制下闭环系统的频率特性，根据对闭环系统频率性的分析设计GPC的参数，使得系统具有满意的稳定性和过渡特性。     

一类具有稳定性的广义预测控制算法

讨论加权广义预测控制算法(WGPC),通过定义过渡时域和在性能指标中引入加权 多项式,限制预测时域大于控制时域与过渡时域的和,保证了预测控制算法的稳定性;给出 了控制增量的表达式.研究表明,算法不仅能保证系统的稳定性且计算量没有增加,且可退 化为带有终端等式稳定性约束的预测控制算法,从而可以进行统一分析.加权多项式根据一 个虚拟的输出反馈来设计,数值仿真结果说明了该方法的有效性.     

混合系统的广义预测控制(GPC)及稳定性分析

被控对象为连续系统，控制器采用离散的广义预测控制器(GPC)。从而构成一个混合系统，给出此系统的传递函数计算公式，从而推导出幅值域度和相角域度，并且应用线性矩阵不等式(LMI)方法，分析整个闭环系统的稳定性。从而得出闭环系统具较强的鲁捧性。     

广义预测控制系统的若干稳定性结果

本文利用广义预测控制的在内模控制结构下从象至闭环特征多项式的系数映射关系，讨论了在一定参选取条件下的系统闭环稳定性的问题，并给出了根据阶跃响应系数确保稳定性的参数设计条件。     

预测PI控制系统的根轨迹分析

研究预测PI控制器的根轨迹.根据根轨迹的性质,当存在模型失配时,较小的期望闭环时间常数将导致控制器的输出产生振铃现象.可以通过增大期望闭环时间常数来消除振铃现象.此外,通过根轨迹法,推导出存在增益失配时,预测PI控制系统的稳定性判据.根据稳定性判据,当期望闭环时间常数增大时,增益稳定区间随之而增大;当模型时滞增大时,增益稳定区间随之而减小.数值仿真结果验证了上述结论.     

基于神经网络的污水处理系统广义预测控制北大核心CSCD

污水处理过程中,由于溶解氧和硝态氮浓度是时变且长滞后的,因此难以精准控制。为解决这一问题,提出基于径向基(radial basis function, RBF)神经网络的多变量解耦比例积分-广义预测控制(proportional integral-generalized predictive control, PI-GPC)算法。首先,基于RBF神经网络分别建立溶解氧浓度和硝态氮浓度非线性模型;然后,在此模型基础上,利用GPC的预测性和传统PI控制器的反馈性,优化溶解氧和硝态氮的浓度控制;最后,利用基准仿真模型No.1(benchmark simulation model No.1, BSM1)数据,通过神经网络辨识系统模型并设计控制器。结果表明,PI-GPC算法相较于传统GPC和PI控制算法,能够获得更快速和更稳定的控制效果。     

稳定的非线性系统广义预测控制

针对广义预测控制(GPC)算法稳定性分析困难,对参数未知非线性系统提出一种稳定广义预测控制(DGPC)方法。该方法首先将非线性系统转换为时变线性系统,然后利用三次样条基函数逼近时变系统中的系数,通过带时变遗忘因子的递推最小二乘算法辨识系数获得对象模型。基于模型通过性能指标中的前馈增益设计来保证控制系统稳定,仿真结果验证了该方法的有效性。     

具有比例积分结构的广义预测自校正控制器

本文通过对一般预测控制中目标函数的改进，导出了具有比例积分结构的广义预测自校正控制器，从而极大地改善了控制器性能。仿真结果表明了该算法的有效性，对促进自校正控制器在工业中的应用具有一定意义。     

网络化控制系统的网络性能及稳定性分析

网络化控制系统的出现无疑大大推动了控制技术的发展，但这同时又对控制理论和信息技术提出了新的要求，对3种比较典型的控制网（EthernetBus,Token-passing Bus,CAN Bus）进行了较详尽的对比分析，以便根据不同的控制要求来选择不同的控制网络，介绍了几种网络化控制系统的稳定性判定方法，探讨了几种主要的网络参数（信息的最大允许传输间隔τ以及采样率h）对整个控制系统性能的影响；说明了信息技术与控制理论相结合的重要性。     

广义预测控制系统的闭环分析

本文通过把广义预测控制转化为内模控制结构,导出了其中控制器、滤波器的定量表达,并在此基础上分析了系统的闭环动态特性、稳定性和鲁棒性。这些理论结果提供了设计广义预测控制系统的依据。     

稳定广义预测控制与性能分析

基于已有的一种稳定广义预测控制(SGPC)结构,以参考信号为优化变量对目标函数进行寻优,求出了控制器的滚动最优控制律,该控制律可以无静差地跟踪常数设定值.文中给出并证明了SGPC闭环控制系统的稳定性充分条件.数值仿真表明,该SGPC控制器可以保证闭环系统无稳态误差,并且适用于具有近似相消零极点的被控对象.     

Stability analysis of generalized predictive control based on Kleinman''''s controllers

Modelpredictivecontrol(MPC)hasbeenwidelystudiedbecauseofitsapplicabil-itytoindustrialprocesses.TheoriginalformulationofMPCdoesnotguaranteeclosed-loopstabilitybecauseitusesfinitehorizonoptimization.Theexplicitrelationshipbetweentheclosed-loopstabilityandthetuningparametersisdifficulttofindevenforunconstrainedlinearsystems,asthesetuningparametersarehiddenintheclosed-loopcharacteristicpolynomial[1].Afterthe1990s,aseriesofnew-styleMPCswithguaran-teedstability,suchasMPCwithterminalequalitycons…     

PI型自抗扰广义预测控制的性能分析

为克服自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)算法在大时滞系统中的局限性,减小PI型广义预测控制(PI-type generalized predictive control, PI-GPC)算法的在线计算量,我们在先前的研究中提出了PI型自抗扰广义预测控制(PI-type active disturbance rejection generalized predictive control, PI-ADRGPC)算法。本文通过频域分析方法,对PI-ADRGPC算法进行了稳定性分析,利用PI-ADRGPC算法离散形式的开环传递函数绘制其伯德图,分析了参数变化对PI-ADRGPC性能的影响。通过绘制奈奎斯特曲线,分析了PI-ADRGPC算法的稳定性。通过控制一阶惯性环节以及船舶航向控制系统验证了所提出算法的性能。研究结果表明:与ADRC-GPC算法相比,PI-ADRGPC算法的响应速度更快、控制效果更好。     

参数未知线性系统的直接自适应模糊广义预测控制

将自适应模糊逻辑系统引入广义预测控制，对参数未知线性系统提出一种直接自适应模糊广义预测控制方法。该方法直接利用模糊逻辑系统设计广义预测控制器，并基于广义误差估计值对控制器参数和广义误差估计值中的未知向量进行自适应调整。证明了该方法不仅能保证闭环系统输入输出有界，而且可使广义误差收敛到原点的一个小领域内。     

Stability analysis on networked control systems under double attacks with predictive control

In this paper, stability of a networked control system under denial‐of‐service and false data injection attacks is analyzed with a predictive control method. To model denial‐of‐service attacks on the forward channel of networked control system, game theory is introduced for obtaining balanced results by denial‐of‐service frequency and duration. Then, measurement outputs of the networked control system are maliciously modified in the feedback channel. Under this double attack strategy, the stability of networked control system with predictive control is analyzed using a switched system method. By comparing three types of attack models, advantages of the double attacks are discussed to illustrate the necessity of this research. A numerical simulation is given to demonstrate effectiveness of the proposed methods on a networked control system under double attacks.     

未知参数多变量线性系统自适应模糊广义预测控制

对未知参数多变量线性系统提出了自适应模糊广义预测控制方法.该方法直接用模糊逻辑系统组成的向量设计广义预测控制器,并基于广义误差向量估计值对控制器中的未知向量和广义误差估计值中的未知矩阵进行白适应调整.该方法不但能保证闭环系统所有信号有界,而且可使广义误差向量收敛到原点的一个邻域内.     

无穷时域的连续时间广义预测控制

将无穷时域的性能指标引入连续时间的广义预测控制,通过施加新的终端等式约束,把包含无穷时域性能指标的优化问题转化成可解的二次规划问题.利用后退时域性能指标的单调性,给出了保证连续时间广义预测控制闭环稳定性的条件.仿真例子验证了该算法的有效性.     

关联结构稳定性的块矩阵分析方法

文章利用特征轨迹稳定的特性以及Ｇｅｒｓｈｇｏｒｉｎ定理和Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ定理，以块矩阵分析方法得到了关于一类分散系统关联结构稳定性的充分条件，并建立了基于Ｍ－矩阵的简单判稳准则，本语言还对时滞，时变关联作了讨论。     

网络控制系统PI预测控制及稳定性分析

将PID反馈原理引入广义预测控制（GPC）思想,把GPC目标性能函数改造成具有PI的结构形式,根据反馈时延导出多步控制序列,通过时延补偿器对前向时延进行补偿,使控制性能在网络环境下得到极大改善。控制器结合了PID控制和预测控制的优点,具有较强的鲁棒性和工程意义。构造Lyapunov函数对闭环系统的稳定性进行分析,并通过仿真验证了该算法的有效性。