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相似文献
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1.
基于混合逻辑动态模型的混杂系统预测控制   总被引:5,自引:1,他引:5  
针对过程工业控制对象的混杂特性,采用基于混合逻辑动态模型的预测控制策略。给出混杂系统的建模方法,并对其稳定性进行分析。仿真结果表明基于混合逻辑动态模型的预测控制能使混杂系统跟踪设定值并满足操作约束,为研究新一代复杂工业控制系统提供了新的思路。  相似文献   

2.
基于混合逻辑动态的混杂系统研究及应用   总被引:3,自引:0,他引:3  
曾锋  高东杰 《控制工程》2006,13(1):60-65
综述了一种在工业领域中使用的混杂系统建模方法,即基于混合逻辑动态MLD(Mixed Logic Dynamic)的建模方法。分析了在该建模框架下系统的可观性、可控性、形式验证、稳定性、状态估计及故障检测、最优控制和预测控制,并且以水电厂为例讨论了该方法在实际工程中的应用。基于MLD的混杂系统研究目前仍处于起步阶段,在理论上混杂系统预测控制、最优控制、多目标控制及混合整数二次规划求解都有待研究,在应用上如何根据不同问题有效地建模混杂系统也有待研究。  相似文献   

3.
为了实现一类伺服控制系统的高性能控制,本文提出了基于混杂动态系统理论的混合逻辑动态(MLD)建模方法对系统进行建模。从分析系统的混杂特性出发,介绍了离散混杂自动机(DHA)建模框架和建立系统MLD模型的基本原理和步骤。将本质上混杂的伺服控制系统在DHA框架下进行建模分析,然后利用混杂系统描述语言(HYSDEL)这种统一的建模语言对系统进行抽象描述,并转换成便于计算和性能分析的MLD模型,最后通过仿真试验验证了本文所建立的MLD模型在对系统进行开环控制时具有高性能。  相似文献   

4.
王宇红  赵旭 《控制工程》2011,18(5):820-824
针对预测函数控制的约束不可行和优先级问题,基于混杂系统以及混合逻辑动态模型的思想提出了约束不可行及优先级问题的混杂PFC处理方法,讨论了由PFC、混杂系统、松弛变量法所组成的约束不可行及优先级问题的具体实现方法与步骤.在通常PFC跟踪性能指标的基础上结合MLD与松弛变量法,通过将命题逻辑转化为混合逻辑不等式并与系统自身...  相似文献   

5.
为解决混杂系统优化控制的计算复杂性问题,针对结合逻辑规则的工业过程混杂模型,采用结合约束程序的混合整数非线性规划算法,求解这种混杂模型的优化控制。计算实例表明,通过混杂建模方法,可以充分利用工业对象的机理模型以及操作工经验或专家经验,建立系统的更精确模型;结合约束程序混合整数非线性规划算法可以较迅速地求解混杂模型优化控制问题,从而使该方法可以用于工业过程实时控制中。  相似文献   

6.
混杂系统滚动时域状态反馈预测控制研究与实现   总被引:5,自引:0,他引:5  
分析了混杂系统混合逻辑动态建模机理,提出混杂系统基于滚动时域状态反馈预测控 制策略,并对滚动时域状态估计器的收敛性进行了研究.仿真实例验证了滚动时域状态反馈预 测控制策略的有效性.  相似文献   

7.
混合逻辑动态系统的预测控制器设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
冯瑞冬 《控制工程》2004,11(4):371-374
介绍了混合逻辑动态(MLD)系统及其预测控制的优化问题,使MLD系统在满足操作约束的情况下能稳定在期望的稳态值上,同时尽可能地考虑用启发规则表示的定性知识。根据混合逻辑动态系统的标准形式,转化为混合整数二次规划(MIQP)的问题,同时获得它的数学描述。应用相应的混合整数二次规划解题器实施滚动优化技术,在参量可以调整的情况下,得到较好的控制效果。并以三槽水位模型(混合逻辑动态系统的Benchmark问题)作为仿真实例,仿真结果表明了预测控制的良好性能。  相似文献   

8.
基于混合系统与终端不变集约束的混合整数规划优化控制   总被引:1,自引:0,他引:1  
首先给出了混合系统的混合逻辑动态(Mixed logic dynamic, MLD)模型建模; 提出了基于终端不变集约束的混合整数规划优化控制, 通过建立Lyapunov函数证明了该方法的可行性; 利用混合整型二次规划(Mixed-integer quadratic programming, MIQP)的方法对终端不变集约束混合系统的优化控制进行求解; 最后通过一个实例进行建模、仿真, 证明了本方法的可行性与优越性.  相似文献   

9.
对于通信约束的网络控制系统,应用通信序列的概念和混合逻辑动态的构架,将其建模成一类集成控 制和调度的资源约束离散线性周期系统.给出了这类系统网络信息的可调度条件,并基于线性矩阵不等式设计动态 反馈控制律.仿真表明,该方法能够在网络信息的周期调度下使闭环系统渐近稳定.  相似文献   

10.
程曙  张浩 《计算机工程与应用》2005,41(32):193-195,209
针对制造系统中连续和离散并存的混杂特性,在分析目前混杂系统典型建模方法的基础上,提出采用针对复杂工业过程、集成控制对象定性知识和逻辑规则的混合逻辑动态(MLD)模型对制造系统进行建模方法研究,讨论了制造系统抽象的一般规律,建立了一个具体制造生产线的MLD模型,为今后相关性能分析和控制器设计奠定了基础。  相似文献   

11.
This technical note concerns the predictive control of discrete‐time linear models subject to state, input and avoidance polyhedral constraints. Owing to the presence of avoidance constraints, the optimization associated with the predictive control law is non‐convex, even though the constraints themselves are convex. The inclusion of the avoidance constraints in the predictive control law is achieved by the use of a modified version of a mixed‐integer programming approach previously derived in the literature. The proposed modification consists of adding constraints to ensure that linear segments of the system trajectories between consecutive sampling times do not cross existing obstacles. This avoids the significant extra computation that would be incurred if the sampling time was reduced to prevent these crossings. Simulation results show that the inclusion of these additional constraints successfully prevents obstacle collisions that would otherwise occur. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

12.
研究了工业生产过程存在着输入、输出软硬混合约束的优化控制技术。给出了基于约束的预测控制算法,提出了用动态优先级对有硬约束的操作变量进行在线协调,当协调过程找不到满足所有约束条件的可行解时,对被控变量进行约束软化,本文采取的线性和二次型相结合的惩罚函数对预测时域上每个时刻的激活值进行惩罚,不仅可以保证可行解的存在,而且能使系统处于动态和稳态的优化性能。  相似文献   

13.
在实际被控过程中往往存在着很多约束条件,这使得预测控制的在线优化问题表现为非线性,难以获得控制律的具体表达式,为约束预测控制的分析造成困难基于Newton控制框架,针对线性系统离散状态空间的动态模型,考虑具有输入、输出区间约束条件下,基于区间控制思想的预测控制律的解析表达式,分别得到无约束和有约束情况下状态反馈控制律的...  相似文献   

14.
基于遗传算法的非线性模型预测控制方法   总被引:14,自引:0,他引:14       下载免费PDF全文
杨建军  刘民  吴澄 《控制与决策》2003,18(2):141-144
介绍了非线性模型预调控制算法结构,提出了基于遗传算法的非线性模型预测控制方法,将遗传算法作为优化技术用于受限非线性模型预测控制器的设计。算法采用双模控制策略,将保证预测控制算法稳定性的终点等式约束转化为终点不等式约束,以利于遗传算法的实施。基于不变集理论,给出了非线性模型预测控制算法的稳定性定理。仿真结果表明了所提出控制算法的可行性和有效性。  相似文献   

15.
This work considers the problem of stabilization of nonlinear systems subject to state and control constraints, for cases where the state constraints need to be enforced at all times (hard constraints) and where they can be relaxed for some time (soft constraints). We propose a Lyapunov-based predictive control design that guarantees stabilization and state and input constraint satisfaction for all times from an explicitly characterized set of initial conditions. An auxiliary Lyapunov-based analytical bounded control design is used to characterize the stability region of the predictive controller and also provide a feasible initial guess to the optimization problem in the predictive controller formulation. For the case when the state constraints are soft, we propose a switched predictive control strategy that reduces the time during which state constraints are violated, driving the states into the state and input constraints feasibility region of the Lyapunov-based predictive controller. We demonstrate the application of the Lyapunov-based predictive controller designs through a chemical process example.  相似文献   

16.
过程工业控制中除了存在常见的输入变量和输出变量幅值高低限约束, 由于工艺或者控制的需要也可能具有关于输入变量线性函数的关联约束. 不同约束条件之间的矛盾可能会造成约束条件无法全部满足, 失去了实施预测控制的基础. 从凸体顶点角度, 将具有输入关联约束的约束优化控制的可行性判定转化为凸多面集是否非空的问题. 为保证具有输入关联约束预测控制的有效实施, 本文将输入关联约束纳入到预测控制控制律的求解当中. 基于Newton控制框架, 考虑具有输入关联约束条件下, 得到基于区间控制思想的预测控制律的解析表达式, 从而分析输入关联约束条件对控制的影响. 通过典型系统模型的控制仿真实验, 验证以上方法的有效性.  相似文献   

17.
Economic model predictive control (EMPC) is a predictive feedback control methodology that unifies economic optimization and control. EMPC uses a stage cost that reflects the process/system economics. In general, the stage cost used is not a quadratic stage cost like that typically used in standard tracking model predictive control. In this paper, a brief overview of EMPC methods is provided. In particular, the role of constraints imposed in the optimization problem of EMPC for feasibility, closed-loop stability, and closed-loop performance is explained. Three main types of constraints are considered including terminal equality constraints, terminal region constraints, and constraints designed via Lyapunov-based techniques. The paper closes with a well-known chemical engineering example (a non-isothermal CSTR with a second-order reaction) to illustrate the effectiveness of time-varying operation to improve closed-loop economic performance compared to steady-state operation and to demonstrate the impact of economically motivated constraints on optimal operation.  相似文献   

18.
Fuzzy predictive control of a solar power plant   总被引:2,自引:0,他引:2  
  相似文献   

19.
针对传统控制方法难以解决自由漂浮空间机器人(free-floating space robot, FFSR)轨迹跟踪过程中的各类约束的问题,采用模型预测控制对自由漂浮空间机器人的轨迹跟踪问题进行了研究.在自由漂浮空间机器人拉格朗日动力学模型的基础上,建立了系统伪线性化的扩展状态空间模型;在给定系统的性能指标和各类约束的情况下,基于拉盖尔模型设计相应的离散模型预测控制器,并证明控制器的稳定性,控制器中引入任务空间滑模变量实现了对末端期望位置和期望速度的同时跟踪;以平面二杆自由漂浮空间机器人为例,对无约束末端轨迹跟踪和有约束末端轨迹跟踪两种情况进行对比仿真验证.仿真结果表明,该模型预测控制器不仅可以实现对末端期望轨迹的有效跟踪,还能满足各类约束.  相似文献   

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