預(yù)測(cè)控制的理論與方法

內(nèi)容概要

　　本書全面介紹工業(yè)預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制、預(yù)測(cè)控制綜合方法和兩步法預(yù)測(cè)控制，側(cè)重于預(yù)測(cè)控制綜合方法和闡述啟發(fā)算法和綜合方法的關(guān)系。第一章介紹系統(tǒng)、模型和預(yù)測(cè)控制的概念，包括從經(jīng)典預(yù)測(cè)控制到綜合型預(yù)測(cè)控制過渡的描述；第二、三、四章分別介紹模型預(yù)測(cè)啟發(fā)控制、動(dòng)態(tài)矩陣控制、廣義預(yù)測(cè)控制；第五章介紹針對(duì)輸入非線性模型的兩步法預(yù)測(cè)控制；第六章介紹預(yù)測(cè)控制綜合方法的一般思路；第七、八、九章介紹狀態(tài)可測(cè)情況下預(yù)測(cè)控制的綜合方法，主要考慮多包描述不確定系統(tǒng)，可以說是首次全面介紹魯棒預(yù)測(cè)控制；第十章介紹輸出反饋預(yù)測(cè)控制的綜合方法。全書辨證地看待預(yù)測(cè)控制的各種方法，為科研人員提供研究思路，為工程技術(shù)人員提供理解和應(yīng)用預(yù)測(cè)控制的關(guān)鍵問題和解決方法?！　”緯勺鳛樽詣?dòng)化專業(yè)研究生教材，預(yù)測(cè)控制理論研究者和工程技術(shù)人員參考用書。

作者簡(jiǎn)介

丁寶蒼，男，1972年9月生，河北省隆化縣人。教授。在“Automatica”、“自動(dòng)化學(xué)報(bào)”等國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和各類學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文53篇，并被SCI、EI收錄40篇（到08年8月31日），SCI引用29次（到08年8月31日）。作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)過國(guó)家自然科學(xué)基金等4項(xiàng)科研項(xiàng)目（到08年8月31日）。研究方向：預(yù)測(cè)控制、網(wǎng)絡(luò)控制等。長(zhǎng)期從事的研究工作包括：預(yù)測(cè)控制、模糊T-S系統(tǒng)、等。主講課程：《先進(jìn)控制系統(tǒng)》、《線性系統(tǒng)》。

書籍目錄

序前言第一章　系統(tǒng)、模型與預(yù)測(cè)控制　第一節(jié)　系統(tǒng)，　第二節(jié)　數(shù)學(xué)模型　第三節(jié)　狀態(tài)空間模型與輸入輸出模型　　一、狀態(tài)空間模型，　　二、傳遞函數(shù)模型　　三、脈沖響應(yīng)與卷積模型　第四節(jié)　連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的離散化　　一、狀態(tài)空間模型　　二、脈沖傳遞函數(shù)模型　　三、脈沖響應(yīng)與卷積模型　第五節(jié)　預(yù)測(cè)控制及其基本特征　　一、流派和發(fā)展歷史　　二、預(yù)測(cè)控制的基本特征　　三、工業(yè)預(yù)測(cè)控制的“三大原理”　第六節(jié)　三種典型的預(yù)測(cè)控制優(yōu)化問題　　一、無(wú)窮時(shí)域　　二、有限時(shí)域：經(jīng)典預(yù)測(cè)控制　　三、有限時(shí)域：綜合型預(yù)測(cè)控制　第七節(jié)　有限時(shí)域控制：采用“三大原理”的例子　第八節(jié)　無(wú)窮時(shí)域控制：雙模次優(yōu)控制的例子　　一、三個(gè)相關(guān)控制問題　　二、次優(yōu)解　　三、可行性與穩(wěn)定性分析　　四、數(shù)值例子　第九節(jié)　從經(jīng)典預(yù)測(cè)控制到綜合型預(yù)測(cè)控制第二章　模型算法控制　第一節(jié)　算法原理　　一、脈沖響應(yīng)模型　　二、模型預(yù)測(cè)與反饋校正　　三、優(yōu)化控制：?jiǎn)稳雴纬銮樾巍　∷摹?yōu)化控制：多入多出情形　第二節(jié)　約束的處理　第三節(jié)　預(yù)測(cè)控制的一般實(shí)施方式第三章　動(dòng)態(tài)矩陣控制　第一節(jié)　階躍響應(yīng)模型及其辨識(shí)　第二節(jié)　算法原理　　一、單入單出情形　　二、單入單出情形：另一種推導(dǎo)方式　　三、多入多出情形　　四、MATLAB工具箱的說明　第三節(jié)　約束的處理第四章　廣義預(yù)測(cè)控制　第一節(jié)　算法原理　　一、預(yù)測(cè)模型　　二、丟番圖方程的解法　　三、滾動(dòng)優(yōu)化　　四、在線辨識(shí)與校正　第二節(jié)　一些基本性質(zhì)　第三節(jié)　與模型系數(shù)無(wú)關(guān)的穩(wěn)定性結(jié)論　　一、廣義預(yù)測(cè)控制向線性二次型問題的轉(zhuǎn)化　　二、穩(wěn)定性證明的工具：Kleinman控制器　　三、與Kleinman控制器形似的廣義預(yù)測(cè)控制律　　四、基于Kleinman控制器的廣義預(yù)測(cè)控制的穩(wěn)定性　第四節(jié)　多變量系統(tǒng)和約束系統(tǒng)情形　　一、多變量廣義預(yù)測(cè)控制　　二、約束的處理　第五節(jié)　加入終端等式約束的廣義預(yù)測(cè)控制第五章　兩步法預(yù)測(cè)控制　第一節(jié)　兩步法廣義預(yù)測(cè)控制　　一、無(wú)約束情形　　二、有輸入飽和約束情形　第二節(jié)　兩步法廣義預(yù)測(cè)控制的穩(wěn)定性　……第六章　預(yù)測(cè)控制綜合方法概略第七章　狀態(tài)反饋預(yù)測(cè)控制綜合第八章　有限切換時(shí)域的預(yù)測(cè)控制綜合第九章　預(yù)測(cè)控制綜合的開環(huán)優(yōu)化與閑環(huán)優(yōu)化第十章　輸出反饋預(yù)測(cè)控制綜合附錄　中英文對(duì)照表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第一章系統(tǒng)、模型與預(yù)測(cè)控制在20世紀(jì)70年代，工業(yè)界（而不是控制理論界）首先構(gòu)思出預(yù)測(cè)控制。在20世紀(jì)80年代，預(yù)測(cè)控制受到越來越廣泛的重視。到現(xiàn)在，毫無(wú)疑問預(yù)測(cè)控制是化工和其他一些領(lǐng)域里應(yīng)用最多的多變量控制算法。預(yù)測(cè)控制幾乎可以用于任何的控制問題，在如下一些問題中預(yù)測(cè)控制最顯其優(yōu)勢(shì)：操作變量和被控變量的維數(shù)很高；操作變量和被控變量都需要滿足物理約束：控制指標(biāo)經(jīng)常變化和/或設(shè)備（傳感器/執(zhí)行器）易出現(xiàn)故障；時(shí)滯系統(tǒng)。預(yù)測(cè)控制中一些著名的算法包括動(dòng)態(tài)矩陣控制（DMC）、模型算法控制（MAC）、廣義預(yù)測(cè)控制（GPC）等。這些算法在某些細(xì)節(jié)上有所不同，但是主要思想都是類似的。最基本的線性無(wú)約束預(yù)測(cè)控制算法與線性二次型控制很接近，具有解析解。在考慮約束時(shí)，一般在每個(gè)采樣時(shí)刻在線實(shí)時(shí)求解十個(gè)優(yōu)化問題。預(yù)測(cè)控制充分利用當(dāng)今計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算功能，來達(dá)到其優(yōu)良的控制效果。

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