基于MLD的混雜系統(tǒng)優(yōu)化控制方法研究.pdf

1、針對現(xiàn)代工業(yè)過程中連續(xù)動態(tài)特性和離散事件特性同時(shí)存在的系統(tǒng)特征,本文采用混雜系統(tǒng)理論,以混合邏輯動態(tài)模型為基礎(chǔ),基于二次規(guī)劃和線性規(guī)劃方法,研究混雜預(yù)測控制,并通過基于狀態(tài)方程的混雜優(yōu)先級方法處理約束不可行問題。
　　 介紹了混合邏輯動態(tài)的建模機(jī)理。以二階系統(tǒng)和CSTR為例,具體闡述了建立MID模型的步驟和方法。介紹了基于HYSDEL語言建模的方法及其優(yōu)點(diǎn)。證明了MLD模型與其他混雜模型的等價(jià)性。
　　 研究了基于二次規(guī)

2、劃方法的混雜系統(tǒng)優(yōu)化控制。實(shí)現(xiàn)了基于MLD的最優(yōu)控制、預(yù)測跟蹤控制、混雜預(yù)測控制。通過CSTR仿真,證明了基于MLD的預(yù)測控制策略可以有效地處理系統(tǒng)非線性,避免了子模型切換產(chǎn)生的震蕩。通過變權(quán)重方法,改善了控制性能。針對MIQP存在計(jì)算量大、計(jì)算速度慢的不足,通過在二次型性能指標(biāo)中引入拋物線函數(shù),改進(jìn)了優(yōu)化算法,計(jì)算復(fù)雜性降低、計(jì)算時(shí)間縮短,滿足系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性的要求。以CSTR為例,驗(yàn)證了改進(jìn)優(yōu)化算法在減少計(jì)算量、縮短優(yōu)化時(shí)間方面的優(yōu)勢。

3、
　　 研究了基于線性規(guī)劃方法的混雜系統(tǒng)優(yōu)化控制。采取無窮范數(shù)和1范數(shù),研究了基于MID的混雜優(yōu)化控制。通過二階系統(tǒng)和CSTR仿真,證明了基于線性規(guī)劃的方法在減少計(jì)算量和縮短求解時(shí)間方面的有效性。比較了線性規(guī)劃和二次規(guī)劃的控制性能。
　　 介紹了約束不可行問題的成因。針對基于MLD的混雜預(yù)測控制中出現(xiàn)的約束不可行問題,研究了基于狀態(tài)方程形式的混雜優(yōu)先級處理方法。通過處理CSTR仿真中出現(xiàn)的約束不可行問題,和常規(guī)松弛變量法