预测控制算法及其在混沌同步控制中的应用研究

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1、摘要预测控制通过在线求解一个有限时域开环最优控制问题来获得最优预测控制序列，并将当前时刻的控制作用于对象，在下一采样时刻基于新的状态或输出测量值重复上述过程。由于实际模型必然要受到输入输出值的限制，所以研究具有约束情况下的广义预测控制算法具有很重要的理论价值和实际意义。最近几十年，混沌同步在保密通信等领域显示出良好的应用前景，所以混沌控制系统的设计也是一个很有意义的研究课题。本文在阅读了大量参考文献的基础上，着重研究了广义预测控制算法、预测函数控制算法和离散混沌系统的预测控制与同步。首先，针对广义预测控制问题，提出了一种约束输入输出的

2、隐式广义预测控制算法，在整个预测时域和控制时域，对控制信号的输入幅值，输入增量，输出幅值施加了约束，考虑了输入输出柔化系数，采用了隐式算法，从而使系统的性能得到明显的改善。其次，将预测函数控制与离散滑模控制相结合，提出了一种带终端滑模等式约束的具有稳定性的自适应预测函数控制算法，该算法具有预测函数控制克服了其它模型预测控制可能出现规律不明的控制输入问题的优点，也具有滑模控制中滑动模态对干扰的不变性的优点，仿真结果验证了该方法的有效性。最后，将预测控制用于混沌控制与同步的研究中．利用带有终端滑模等式约束的自适应广义预测控制器，实现了H6

3、non混沌系统的追踪控制与同步．仿真结果表明，该算法具有良好的跟踪能力和抗干扰能力．关键词广义预测控制；输入输出约束；预测函数控制：离散滑模控制；混沌控制与同步；稳定性燕山大学工学硕士学位论文AbstractPredictivecontrolisaformofcontrolinwhichthecurrentcontrolactionisobtainedbyon—linesolvingopen-loopoptimalcontrolproblem，andtheaboveprocedureisrepeatedbasedonnewstatea

4、ndoutmeasurementsatthenexttime．Andsinceactualmodelnecessarilywillgetinputandoutputconstraints．Therefore，ithasveryimportanttheoreticalvalueandactualmeaningtoresearchthegeneralizedpredictivecontrolalgorithmunderrestraintcondition．Inrecentlytenyears，Chaoticsynchronizationh

5、asshownwellperspectiveintheareasofkeepingcorrespondsecretandsoon,SO，itisasignificancetasktodesignthechaoticsystem．Basedonvariousreferences，westudyongeneralizedpredictivecontrolalgorithm、predictivef=caoncontrolalgorithmandcontrolsynchronizationofdiscretechaoticsystem。，．，

6、r．，．^。Firstly,subjecttogeneralizedpredictivecontrolproblem,weproposeakindofgeneralizedpredictivecontrolalgorithmthatcombinedinput-outputconstraintsbasedOilCARIMAmodel，谢t11input，inputchangerateandoutputconstraintsforthewholepredictivedomainandthewholecontroldomain．Atthem

7、eantimeweaddthesoftcoefficienttoinputsignalandadoptimplicitgeneralizedpredictiveself-tuningcontrolalgorithm．Simulationresultsshowsuperiorperformanceofthisalgorithm．Secondly,anadaptivepredictivefunctioncontrol(PFC)algorithmbasedonthesliding-modelhasbeendevelopedthatcombi

8、nespredictivefunctioncontrolwithsliding-modelcontrol(SMC)．whichhasadvantagesofPFCandSMC，hastheabilityoftrackin