本文關鍵詞：連續(xù)時間馬爾可夫跳變系統(tǒng)的模型預測控制

  更多相關文章： 連續(xù)時間Markov跳變系統(tǒng) 奇異系統(tǒng) 模型預測控制 不變集 不完全轉(zhuǎn)移率 H∞性能

【摘要】：本文主要針對連續(xù)時間Markov跳變系統(tǒng)(MJS),采用模型預測控制(MPC)的方法優(yōu)化系統(tǒng)控制性能。運用半正定規(guī)劃(SDP)將在線優(yōu)化問題以線性矩陣不等式的形式給出,基于不變集理論探討MPC算法的可行性,確�？刂葡到y(tǒng)在優(yōu)化給定指標的情形下具備閉環(huán)均方穩(wěn)定性。主要研究內(nèi)容如下:(1)針對連續(xù)時間MJS,通過求解在線優(yōu)化問題,設計使跳變系統(tǒng)均方穩(wěn)定的滾動時域控制律。首先選取依賴于跳變模態(tài)的Lyapunov函數(shù),同時引入一個二次型性能指標,并將該指標的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為具有線性目標函數(shù)和一組矩陣不等式約束的SDP。其次,選用具有采樣周期的MPC律,在確保連續(xù)時間對象穩(wěn)定的前提下,獲取優(yōu)化控制器。最后,運用橢球不變集對模型預測控制策略的可行性和閉環(huán)系統(tǒng)的均方穩(wěn)定性進行分析。(2)考慮一類具有不完全轉(zhuǎn)移率和范數(shù)有界不確定性的連續(xù)時間奇異MJS,采用MPC的控制器設計方法,將模型預測的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為在線求解SDP。修正Lyapunov函數(shù)的表達形式,使之兼顧系統(tǒng)狀態(tài)、采樣周期和系統(tǒng)的奇異性。首先,給出轉(zhuǎn)移率已知的情形下,奇異MJS穩(wěn)定的充分條件;其次,針對轉(zhuǎn)移率部分未知的情況,利用連續(xù)時間MJS的轉(zhuǎn)移率矩陣每行元素相加為零的性質(zhì),把未知轉(zhuǎn)移率用已知轉(zhuǎn)移率表示,將轉(zhuǎn)移率已知和未知情形下閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定條件歸結為不同的矩陣不等式約束,通過優(yōu)化適當?shù)亩涡痛鷥r函數(shù)設計滾動時域控制器,給出奇異MJS均方穩(wěn)定的充分條件;最后,通過分析奇異MJS的正則、無脈沖及均方穩(wěn)定的性質(zhì),給出了系統(tǒng)均方可容許的分析。(3)研究一類包含時域硬約束的跳變系統(tǒng)H∞預測控制。由于外部干擾的不可預見性,離線H∞控制往往不能得到理想的干擾抑制性能,本文結合滾動優(yōu)化的思想,給出了閉環(huán)系統(tǒng)滿足H∞干擾抑制水平要求和物理硬約束的充分條件。通過對γ指標的在線最小化,使閉環(huán)系統(tǒng)能實時協(xié)調(diào)控制性能要求和系統(tǒng)約束條件,即在必要時降低干擾抑制性能以保證時域硬約束要求的滿足;當系統(tǒng)狀態(tài)遠離邊界時,可適當提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
【關鍵詞】：連續(xù)時間Markov跳變系統(tǒng) 奇異系統(tǒng) 模型預測控制 不變集 不完全轉(zhuǎn)移率 H∞性能
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O211.62;TP13
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 研究背景7-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 Markov跳變系統(tǒng)研究概況9-10
• 1.2.2 模型預測控制研究概況10-11
• 1.2.3 Markov跳變系統(tǒng)的模型預測控制研究概況11-12
• 1.3 論文主要結構12-14
• 第二章 預備知識14-17
• 2.1 引言14
• 2.2 線性矩陣不等式14-15
• 2.2.1 LMI的定義14-15
• 2.2.2 LMI的求解15
• 2.3 不變集理論及SDP基礎15-16
• 2.4 本章小結16-17
• 第三章 連續(xù)時間Markov跳變系統(tǒng)的模型預測控制17-25
• 3.1 引言17
• 3.2 問題描述17-18
• 3.3 控制器設計18-21
• 3.4 均方穩(wěn)定性分析21-23
• 3.5 數(shù)值仿真23-24
• 3.6 本章小結24-25
• 第四章 不完全轉(zhuǎn)移率下連續(xù)時間奇異跳變系統(tǒng)的模型預測控制25-41
• 4.1 引言25
• 4.2 系統(tǒng)描述25-27
• 4.3 奇異跳變系統(tǒng)的控制器設計27-35
• 4.3.1 轉(zhuǎn)移率完全已知27-31
• 4.3.2 轉(zhuǎn)移率部分未知31-35
• 4.4 均方容許分析35-37
• 4.5 數(shù)值仿真37-40
• 4.6 本章小結40-41
• 第五章 Markov跳變系統(tǒng)的H∞滾動時域控制41-49
• 5.1 引言41
• 5.2 問題描述41-42
• 5.3 H∞滾動時域控制器設計42-46
• 5.4 數(shù)值仿真46-48
• 5.5 本章小結48-49
• 第六章 總結與展望49-51
• 6.1 工作總結49
• 6.2 工作展望49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻52-57
• 附錄: 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文57

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1 李德q，

本文編號：953275