基于多面体不变集的变终端约束集ＲＭＰＣ

2012年03月26日13:55:04 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

秦伟伟，马建军，李　鹏，郑志强
国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙

第二炮兵工程学院自动控制工程系，陕西西安

摘　　　要：针对一类状态和输入受约束的多胞不确定线性时变系统，提出了一种基于多面体不变集的变终端约束集鲁棒模型预测控制算法。首先采用基于状态反馈增益的多面体不变集计算方法，给出了一种新的控制不变集序列构造方法，然后以控制不变集序列的并集作为终端约束集，结合在线优化和增益切换，实施变终端约束集双模鲁棒预测控制。该算法不仅有效地扩大了终端约束集，而且采用离线方式计算不变集序列降低了在线运算量。较后仿真结果验证了算法的有效性。

关　键　词：多面体不变集；控制不变集；双模预测控制；变终端约束集

１　引　言
模型预测控制（ＭＰＣ，ＭｏｄｅｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌ），是在工业领域中广泛应用的控制策略［１］。多胞不确定系统一直以来都是鲁棒模型预测控制（ＲｏｂｕｓｔＭＰＣ，简记为ＲＭＰＣ）的热点问题［２］。在ＲＭＰＣ中，控制不变集有着重要的作用，Ｋｏｔｈａｒｅ等人提出了基于椭圆不变集的ＲＭＰＣ［３］。为了降低在线计算量，Ｗａｎ等人提出了离线ＲＭＰＣ［４］，以及变时域变终端约束的双模控制方法［５］。由于多面体集相对于椭圆集更适应描述系统约束，可能获得更大的控制不变集。ＢＰｌｕｙｍｅｒｓ等人讨论了多面体不变集构造方法及控制策略［６］，席裕庚等人提出了离线综合算法［７］。受文献［５７］启发，为了扩大初始状态允许集，本文提出一种基于多面体不变集的变时域变终端约束鲁棒模型预测控制。首先给出一种改进的多面体不变集序列构造方法，然后将多面体不变集序列的并集作为终端约束集，结合变终端约束集和切换策略设计双模ＲＭＰＣ。该算法不仅扩大了终端约束集，而且降低了在线运算量。

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