《基於線性規劃方法的約束正系統模型預測控制研究》是依託杭州電子科技大學，由張俊鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於線性規劃方法的約束正系統模型預測控制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張俊鋒
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在工業套用中，存在許多取非負值的量，正系統可以直接刻畫由這類量構成的控制系統。因此，受到了控制界廣泛的重視，並成為近年來研究的熱點之一。目前針對約束正系統的控制設計，主要採用無約束的控制方法。這些方法只能定性分析控制系統要求達到的最終性能指標，無法對系統的瞬態性能做定量分析，這會導致得到的設計是非最優的，這些設計的實際套用會產生高能耗和低效能。本項目研究基於線性規劃方法的約束正系統模型預測控制。現存模型預測控制很多是採用線性矩陣不等式方法，但是，把這種方法套用到約束正系統的模型預測控制設計中易導致結論的保守性。本項目研究內容包括：約束正系統的魯棒模型預測控制器設計；外加擾動約束正系統的魯棒模型預測控制器設計；約束時滯正系統的魯棒模型預測控制器設計；利用高溫加熱爐溫度控制實驗平台驗證所設計控制器的有效性。本項目的研究成果有助於彌補現存結論的不足，並有望建立約束正系統的魯棒模型預測控制新理論。
結題摘要
在工業套用中，存在許多取非負值的量，正系統可以直接刻畫由這類量構成的控制系統。正系統已經成功套用在網路擁塞控制、空中交通編隊飛行、愛滋病治療等實際問題中。目前針對約束正系統的控制設計，主要採用無約束的控制方法。這些方法只能定性分析控制系統要求達到的最終性能指標，無法對系統的瞬態性能做定量分析，這會導致得到的設計是非最優的，這些設計的實際套用會產生高能耗和低效能。本項目研究基於線性規劃方法的約束正系統模型預測控制。現存模型預測控制很多是採用線性矩陣不等式方法，但是，把這種方法套用到約束正系統的模型預測控制設計中易導致結論的保守性。本項目在三年的研究期限里，針對現存的問題，按照項目擬定的研究目標，順利開展研究，在正系統的少保守控制設計和約束正系統的模型預測設計及其相關套用取得了重要進展，具體包括：(i) 藉助矩陣分解方法，提出了正系統新的、少保守的控制設計方法；(ii) 利用線性規劃方法，分別提出了區間和多胞體正系統的魯棒模型預測控制器設計；(iii) 基於線性增益性能指標和混合性能指標，提出了外加擾動約束正系統的魯棒模型預測控制器設計；(iv) 利用線性余正Lyapunov-Krasovskii泛函方法，設計了約束時滯正系統的魯棒模型預測控制器。在本項目的資助下，項目組共錄用/發表SCI論文17篇(包括IEEE NNLS, Journal of the Franklin Institute, IET Control Theory and Applications, Applied Mathematics and Computation等)，9篇國際國內EI檢索會議論文(包括ACC2017、IFAC、POSTA、CCC等)，7項授權/公開發明專利，培養了6名從事正系統研究的碩士研究生(畢業2名，4名在讀)。項目負責人作為主要組織者成功舉辦了第6屆國際正系統會議(POSTA2018)，這是該會議第一次在中國舉辦。
