引用本文:高宪文,张立,王介生,赵娟平.变约束高效预测控制[J].控制理论与应用,2011,28(6):855~860.[点击复制]
GAO Xian-wen,ZHANG Li,WANG Jie-sheng,ZHAO Juan-ping.Efficient model-predictive control with variable constraints[J].Control Theory and Technology,2011,28(6):855~860.[点击复制]
变约束高效预测控制
Efficient model-predictive control with variable constraints
摘要点击 3082  全文点击 1891  投稿时间:2010-06-01  修订日期:2010-07-17
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DOI编号  10.7641/j.issn.1000-8152.2011.6.CCTA100644
  2011,28(6):855-860
中文关键词  鲁棒预测控制  离线方法  终端约束集  变约束  线性矩阵不等式
英文关键词  robust model-predictive control  off-line method  terminal constraint set  variable constraints  linear matrix inequality (LMI)
基金项目  国家自然科学基金重点资助项目(61034005); 教育部基本科研业务费研究生科研创新资助项目(N100604001).
作者单位E-mail
高宪文 东北大学 信息科学与工程学院  
张立* 东北大学 信息科学与工程学院 neuzhangli@163.com 
王介生 东北大学 信息科学与工程学院  
赵娟平 东北大学 信息科学与工程学院
沈阳化工大学 信息工程学院 
 
中文摘要
      为改善离线鲁棒预测控制算法的最优性引入了变终端约束集的思想, 即在原离线方法基础上通过在线优化方法获得构建当前反馈矩阵的凸组合系数, 然后再产生当前控制量. 与原方法相比增加了在线求解的自由度, 改善了系统的最优性. 在此基础上, 又提出了变约束预测控制(VC–MPC)算法, 根据状态所处的不同稳定椭圆域确定其对应的控制约束, 在取得相同优化性能情况下较恒定约束算法明显节省了计算时间. 仿真实例验证了所提方法的有效性.
英文摘要
      To improve the optimality of the off-line synthesis algorithm for robust model predictive control, we introduce the idea of on-line variable terminal constraint set. Based on the off-line results, the convex combination coefficients for the state feedback matrix are obtained through on-line optimization; and then, the current control is generated. Compared with the original method, the improved one increases both on-line freedom and optimality. On this basis, we further consider the variable constraints for the efficient predictive control algorithm(VC-MPC). The corresponding control constraints are determined according to the elliptical stability domain where the current states are lying in. The on-line computational load of VC-MPC is reduced significantly while achieving the same optimal performance with the constant constraint algorithm. Finally, the simulation results illustrate the effectiveness of the proposed methods.