基于多面体不确定系统的鲁棒预测控制算法研究.docx

基于多面体不确定系统的鲁棒预测控制算法研究
基于多面体不确定系统的鲁棒预测控制算法研究
摘要：
随着现代科技的不断发展，不确定性成为了系统控制领域一个不可忽视的问题。多面体不确定系统具有多变的结构和参数，给系统建模和控制带来了困难。针对这一问题，本文提出了一种基于多面体不确定系统的鲁棒预测控制算法。
首先，本文对多面体不确定系统建立了数学模型。针对多面体不确定系统的特性，我们使用多面体理论来描述系统的结构和参数不确定性。通过引入多面体的概念，将不确定性分为结构不确定和参数不确定，并进行建模。多面体不确定系统的数学模型可以表示为一个带有约束条件的多变量线性系统。接着，本文利用多面体模型进行系统的状态预测，通过预测系统的状态来指导控制算法的设计。
其次，本文提出了一种鲁棒预测控制算法。该算法通过在多面体不确定系统的预测模型中引入一系列约束条件来约束系统的行为。通过对预测模型的优化求解，得到控制算法的参数。算法的设计遵循鲁棒控制的原则，在不确定性范围内保持系统的稳定性和性能指标。在算法的求解过程中，本文采用鲁棒优化方法，将问题转化为一个非凸优化问题，并通过迭代算法来求解最优解。实验结果显示，该算法能够有效地控制多面体不确定系统，并在不确定性范围内保持系统的稳定性和性能。
最后，本文对提出的算法进行了仿真验证和实验验证。仿真实验通过对多个不同的多面体不确定系统进行控制，验证算法的有效性。实验验证则通过在实际系统中进行控制实验，验证算法的实用性和鲁棒性。通过对比实验结果和理论分析，证明了该算法在应对多面体不确定系统中的挑战时的优越性。
关键词：多面体不确定系统、鲁棒预测控制、多面体建模、鲁棒优化
Abstract:
Withthecontinuousdevelopmentofmoderntechnology,uncertaintyhasbecomeanunavoidableprobleminthefieldofsystemcontrol.Polyhedraluncertainsystemshavediversestructuresandparameters,whichposechallengestosystemmodelingandcontrol.Inviewofthisproblem,thispaperproposesarobustpredictivecontrolalgorithmbasedonpolyhedraluncertainsystems.
Firstly,thispaperestablishesamathematicalmodelforpolyhedraluncertainsystems.Basedonthecharacteristicsofpolyhedraluncertainsystems,weusepolyhedraltheorytodescribethestructuralandparametricuncertaintiesofthesystems.Byintroducingtheconceptofpolyhedron,theuncertaintiesaredividedintostructuraluncertaintyandparametricuncertainty,andmodeledaccordingly.Themathematicalmodelofpolyhedraluncertainsystemscanberepresentedasamultivariablelinearsystemwithconstraints.Next,thispaperusesthepolyhedralmodelforsystemstateprediction,guidingthedesignofthecontrolalgorithmbypredictingthesystem'sstate.
Secondly,thispaperproposesarobustpredictivecontrolalgorithm.Thealgorithmconstrainsthesystem'sbehaviorbyintroducingaseriesofconstraintsinthepredictivemodelofthepolyhedraluncertainsystem.Byoptimizingandsolvingthepredictivemodel,theparametersofthecontrolalgorithmareobtained.Thedesignofthealgorithmfollowstheprincipleofrobustcontrol,maintainingsystemstabilityandperformancewithint