基于集合理論的約束不確定系統(tǒng)魯棒模型預測控制

目錄
前言
第1章　緒論　1
1.1　模型預測控制概述　1
1.1.1　研究背景　1　
1.1.2　研究意義　2　
1.1.3　模型預測控制基本概念　3　
1.2　魯棒模型預測控制研究　5　
1.2.1　魯棒模型預測控制研究現(xiàn)狀　6　
1.2.2　相關模型預測控制研究現(xiàn)狀分析　10　
1.2.3　相關模型預測控制應用研究現(xiàn)狀　11
第2章　預備知識與基礎理論　13
2.1　引言　13　
2.2　線性矩陣不等式及相關引理　13
2.2.1　線性矩陣不等式的一般表示　13
2.2.2　標準線性矩陣不等式問題　14　
2.2.3　Schur補　15
2.3　集合理論的基礎知識與基本概念　15
2.3.1　不變集　16
2.3.2　不變集的一些基本概念　16　
2.3.3　容許集　17
2.3.4　集合的基本運算　18
2.4　本章小結(jié)　19
第3章　約束多胞不確定線性系統(tǒng)的變終端約束魯棒模型預測控制　20
3.1　引言　20
3.2　多胞不確定線性系統(tǒng)的擴展終端約束集魯棒模型預測控制　21
3.2.1　基于多面體不變集的魯棒模型預測控制　22　
3.2.2　仿真算例　26　
3.3　基于容許集的變終端約束模型預測控制　29　
3.3.1　多面體集的容許集計算　29　
3.3.2　基于容許集的變終端約束魯棒模型預測控制方法　30　
3.3.3　仿真算例　32　
3.4　基于魯棒容許集的三模魯棒模型預測控制　35
3.4.1　魯棒容許集及其計算方法　35　
3.4.2　基于魯棒容許集的三模魯棒模型預測控制方法　36　
3.4.3　仿真算例　42
3.5　本章小結(jié)　48
第4章　約束干擾有界線性系統(tǒng)的魯棒模型預測控制 49　
4.1　引言　49　
4.2　干擾有界離散線性系統(tǒng)的魯棒模型預測控制　49　
4.2.1　問題描述　49　
4.2.2　基于Tube不變集的離線魯棒模型預測控制　50
4.2.3　仿真算例　53　
4.3　干擾有界多胞線性時變系統(tǒng)的魯棒模型預測控制　56　
4.3.1　問題描述　56　
4.3.2　干擾有界多胞線性時變系統(tǒng)的魯棒模型預測控制　57　
4.3.3　魯棒容許集及其算法　59　
4.3.4　干擾有界多胞線性時變系統(tǒng)的魯棒容許集魯棒模型預測控制　63　
4.3.5　仿真算例　66　
4.4　本章小結(jié)　71
第5章　受擾不確定系統(tǒng)混合目標魯棒模型預測控制　73　
5.1　引言　73
5.2　問題描述　73　
5.3　受擾不確定系統(tǒng)混合目標狀態(tài)反饋魯棒模型預測控制　75
5.3.1　混合目標線性矩陣不等式條件　75　
5.3.2　系統(tǒng)穩(wěn)定性及可行性線性矩陣不等式條件　77
5.3.3　仿真驗證　80
5.4　基于狀態(tài)觀測器的受擾不確定系統(tǒng)混合目標輸出反饋魯棒模型預測控制　82　
5.4.1　離線魯棒狀態(tài)觀測器設計　82
5.4.2　混合目標線性矩陣不等式條件　84
5.4.　系統(tǒng)穩(wěn)定性及可行性線性矩陣不等式條件　87　
5.4.4　仿真驗證　90　
5.5　受擾不確定系統(tǒng)混合目標動態(tài)輸出反饋魯棒模型預測控制　96　
5.5.1　系統(tǒng)穩(wěn)定性線性矩陣不等式條件　96
5.5.2　混合目標線性矩陣不等式條件　100　
5.5.3　約束處理線性矩陣不等式條件及可行性分析　104
5.5.4　仿真驗證　108　
5.6　本章小結(jié)　112
第6章　一類約束非線性系統(tǒng)的魯棒非線性模型預測控制　113
6.1　引言　113
6.2　一類干擾有界約束非線性系統(tǒng)的不變集切換控制策略　113
6.2.1　問題描述　113
6.2.2　基于不變集切換的魯棒非線性模型預測控制策略　115　
6.3　基于容許集的約束非線性系統(tǒng)魯棒非線性模型預測控制　124
6.3.1　區(qū)間算法　124
6.3.2　基于區(qū)間算法的約束非線性系統(tǒng)一步容許集內(nèi)近似算法　125　
6.3.3　基于容許集的約束非線性系統(tǒng)魯棒模型預測控制　128
6.4　仿真實例　130
6.4.1　ISS-RNMPC仿真驗證與分析　131
6.4.2　RAS-RNMPC仿真驗證與分析　134
6.5　本章小結(jié)　136
第7章　基于線性變參數(shù)的約束非線性系統(tǒng)魯棒模型預測控制　137　
7.1　引言　137　
7.2　線性變參數(shù)系統(tǒng)　137　
7.3　約束線性變參數(shù)系統(tǒng)的滾動時域H∞控制　138
7.3.1　滾動時域H∞控制　139　
7.3.2　線性變參數(shù)系統(tǒng)的參數(shù)依賴滾動時域H∞控制　141　
7.3.3　仿真算例　147　
7.4　非線性系統(tǒng)的多胞線性變參數(shù)模型描述　151
7.4.1　非線性系統(tǒng)的線性變參數(shù)模型轉(zhuǎn)換　151　
7.4.2　線性變參數(shù)系統(tǒng)的多胞形描述　153
7.5　一類高超聲速飛行器的線性變參數(shù)建?！?54
7.5.1　高超聲速飛行器的縱向非線性模型　155　
7.5.2　高超聲速飛行器縱向動態(tài)的線性變參數(shù)建?！?57　
7.5.3　高超聲速飛行器縱向動態(tài)線性變參數(shù)模型的多胞形描述　161
7.6　基于LPV-RHHC的高超聲速飛行器縱向控制器設計　161　
7.7　仿真分析　163　
7.8　本章小結(jié)　168
參考文獻　169
附錄：部分高超聲速飛行器氣動參數(shù)　181