混合邏輯動(dòng)態(tài)建模及其模型預(yù)測(cè)控制研究.pdf

1、在許多工業(yè)控制過程中，不僅含有連續(xù)變量，同時(shí)也還有離散變量。在以往的控制方法設(shè)計(jì)中，通常將兩者分離考慮，各自確立控制策略。然而在實(shí)際過程中，這兩類變量往往是相互聯(lián)系、相互作用的。這就需要建立一種整體的框架，用來同時(shí)處理過程中的離散、連續(xù)變量及其之間的關(guān)系?；祀s系統(tǒng)即指同時(shí)包含有相互作用的離散事件過程和連續(xù)變量過程的一類動(dòng)態(tài)系統(tǒng)?；祀s系統(tǒng)的研究為解決復(fù)雜工程實(shí)際問題提供了新的解決方法和思路。 本文在總結(jié)幾種典型的混雜系統(tǒng)建模方法并

2、進(jìn)行分析比較的基礎(chǔ)上，對(duì)混合邏輯動(dòng)態(tài)建模方法理論與應(yīng)用做了進(jìn)一步的研究和探索?；旌线壿媱?dòng)態(tài)建模方法是連續(xù)系統(tǒng)的離散化延伸，可以對(duì)含有混雜特性和約束的系統(tǒng)進(jìn)行建模。 首先，詳細(xì)闡述和證明了邏輯命題的轉(zhuǎn)換及其等價(jià)線性不等式之間的關(guān)系和轉(zhuǎn)換方法。借助這些轉(zhuǎn)換，可以將狀態(tài)方程形式的機(jī)理模型與經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、系統(tǒng)自身邏輯關(guān)系等結(jié)合起來，表達(dá)成為統(tǒng)一的混合邏輯動(dòng)態(tài)模型。 其次，將混合邏輯動(dòng)態(tài)方法推廣應(yīng)用到多種形式的混雜系統(tǒng)建模。以分段線性

3、系統(tǒng)、輸出分段系統(tǒng)、雙線性系統(tǒng)、有限狀態(tài)機(jī)為例，詳細(xì)闡述了混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的建立過程，并且給出了完整的模型表達(dá)式。探討了混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的控制方法，對(duì)優(yōu)化控制方法進(jìn)行了研究，結(jié)合狀態(tài)空間系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化控制律的推導(dǎo)。對(duì)基于混合邏輯動(dòng)態(tài)的模型預(yù)測(cè)控制方法的可行性、收斂性進(jìn)行了證明，并給出了滾動(dòng)時(shí)域控制具體算法。數(shù)值仿真實(shí)例結(jié)果證明該優(yōu)化預(yù)測(cè)控制方法是可行和有效的。 再次，研究含有液壓舵機(jī)死區(qū)特性的混合邏輯動(dòng)態(tài)船舶操舵模型的預(yù)測(cè)控制方