具有执行器饱和与随机非线性扰动的离散系统模型预测控制-论文.pdf

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1、第18卷第8期电机与控制学报Vo1．18No．82014年8月ElectriCMachineSandControlAug．2014具有执行器饱和与随机非线性扰动的离散系统模型预测控制石宇静，李善强，武俊峰(1．哈尔滨理工大学应用科学学院，黑龙江哈尔滨150080；2．哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001；3．黑龙江科技大学电气与控制工程学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：针对具有执行器饱和与随机非线性扰动的离散系统，提出一种模型预测控制器设计方法。通过引入一个服从Bernoulli分布且已知条件概率的随机变量描述系统的随机非线性扰动，

2、根据预测控制的滚动优化原理，在每一采样时刻，求解保证无穷区域二次性能指标期望值的上界达到最小的优化问题。运用Lyapunov稳定性理论，给出了保证控制算法可行性和闭环系统随机稳定性的充分条件。最后通过仿真验证了所提控制方法的有效性。关键词：模型预测控制；执行器饱和；随机非线性扰动中图分类号：O231．1文献标志码：A文章编号：1007—449X(2014)08—0099—06Modelpredictivecontrolfordiscrete-timesystemsinpresenceofactuatorsaturationandstochasticn

3、onlinearperturbationSHIYu-jing，LIShan．qiang，WUJun．feng(1．SchoolofAppliedSciences，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin，150080，China；2．CollegeofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin，150001，China；3．CollegeofElectricalandControlEngineeringHeilongjiangUniversityofSc

4、ienceandTechnology，Harbin，150080，China)Abstract：Thedesignmethodofmodelpredictivecontrollerwasproposedfordiscrete—timesystemsinthepresenceofactuatorsaturationandstochasticnonlinearperturbation．Thestochasticnonlinearpertur-bationofthesystemswasdescribedaccordingtoaBernoullidistri

5、butedwhitesequencewithaknowncon—ditionalprobability．Basedonthepredictivecontrolprincipleofrecedingoptimization，theoptimizationproblemwassolvedtoensuretheupperboundontheexpectedvalueofinfinitehorizonperformanceob-jectiveminimizing，ateachtime．UsingLyapunovstabletheory，thesuficien

6、tconditionswereestablishedtoguaranteethefeasibilityofcontrolalgorithmandthestochasticstabilityoftheclosed—loopsystem．Fi-nally，simulationresultsweregiventoillustratetheeffectivenessoftheproposedcontrolmethod．Keywords：Modelpredictivecontrol；actuatorsaturation；stochasticnonlinearp

7、erturbation收稿日期2Ol3一ll一18基金项目黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12531139)作者简介石宁静(1978一)，女，博士，副教授，研究方向为随机系统的模型预测控制，分布式模型预测控制；李善强(1977一)，男，博士研究生，副教授，研究方向为非线性系统的预测控制；武俊峰(1959一)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为预测控制，工业过程优化控制及其应用。通讯作者：石宁静10o电机与控制学报第18卷E{g(())l()}=0，(2)0引言E{g(())g。(())I()}=0，≠，(3)在实际的控制系统中，由于受物理现实条件

8、的E{g(())g(())l()}：限制(如阀门的饱和，功率的局限性等)以及出于对∑仃7『TE{XT()()