基于MLD--MPC的多模型邊界劃分及其校正策略研究.pdf

1、多模型方法由于能夠處理有著較大工作范圍以及較大工況變化的強(qiáng)非線性工業(yè)對象的控制問題，因而受到了越來越多的關(guān)注。多模型方法有兩大核心問題，即分解與合成。在多模型合成中，混合邏輯動態(tài)(Mixed Logical Dynamical，MLD)模型能將線性子模型統(tǒng)一在整體框架下，充分獲取整個系統(tǒng)的全部動態(tài)信息，是多模型合成的重要工具，且基于MLD模型的MPC也已成為非線性系統(tǒng)控制的有效手段。本文聚焦MLD-MPC獲得良好控制效果的兩個前提:一是

2、需要先完成多模型分解，即確立線性模型集與操作空間邊界條件;二是需要針對模型失配問題采取有效的校正策略。對于上述兩點，本文首先在總結(jié)多模型分解已有成果的基礎(chǔ)上，針對狀態(tài)不可測系統(tǒng)，提出了基于狀態(tài)估計的邊界劃分算法，然后針對存在模型失配的MLD-MPC系統(tǒng)，又提出了一種能在線實施的輸出校正策略。主要研究工作如下:
　　(1)針對非線性系統(tǒng)建立其多模型集，然后利用MLD模型進(jìn)行多模型合成，并設(shè)計了全局預(yù)測控制器，即MLD-MPC控制器。

3、將MLD-MPC的控制效果與經(jīng)典的軟切換/硬切換PID相對比，仿真結(jié)果證明了MLD-MPC對復(fù)雜非線性系統(tǒng)控制的優(yōu)越性。
　　(2)提出了針對狀態(tài)不可測非線性系統(tǒng)的多模型邊界劃分算法:首先考慮閉環(huán)反饋對系統(tǒng)特性的影響，將邊界劃分問題與系統(tǒng)的控制問題結(jié)合，同時考慮實際系統(tǒng)狀態(tài)不可測，引入滾動時域估計并將其整合到邊界劃分問題中，使得邊界劃分問題轉(zhuǎn)化為一個雙層規(guī)劃問題，最后求解該雙層規(guī)劃問題得到多模型的邊界。
　　(3)提出了一種