基于NMPC球桿系統(tǒng)控制方法研究及實(shí)踐.pdf

1、非線性控制理論的研究和應(yīng)用在控制理論發(fā)展至今一直是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過多年的研究、積累，也產(chǎn)生了許多行之有效的分析、設(shè)計(jì)的理論方法，尤其是微分幾何理論成功引入非線性系統(tǒng)領(lǐng)域，為非線性系統(tǒng)的研究帶來了飛速的發(fā)展。基于坐標(biāo)變換以及反饋線性化方法非線性控制理論進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。然而，精確的反饋線性化對于關(guān)系度不確定的非線性系統(tǒng)不能適用，而這類系統(tǒng)確是現(xiàn)實(shí)世界中廣泛存在的非線性系統(tǒng)，因此關(guān)系度不確定系統(tǒng)的研究成為了研究的重中之重。當(dāng)前比較

2、流行的解決方法是J.Hanuser提出的近似反饋線性化方法、切換控制以及滑?？刂频确椒ā.H.Chen做了一些用解析模型預(yù)測控制方法解決關(guān)系度不確定非線性系統(tǒng)的研究為本文的構(gòu)思提供了不少依據(jù)，然而它是一個(gè)切換控制器，對某些非線性系統(tǒng)極易引起系統(tǒng)的振蕩，例如本文的被控對象：球桿系統(tǒng)。 球桿系統(tǒng)是一個(gè)非線性不穩(wěn)定系統(tǒng)，并且它的關(guān)系度不確定，系統(tǒng)中的許多問題都是控制理論中需要研究解決的熱點(diǎn)問題，是非線性系統(tǒng)控制理論研究的理想研究對象

3、，因此是各國控制理論實(shí)驗(yàn)室常備設(shè)備。各種非線性系統(tǒng)的控制理論、方法都可以應(yīng)用到球桿系統(tǒng)中，從而進(jìn)行驗(yàn)證。 本文就是在非線性模型預(yù)測控制理論的基礎(chǔ)上，以球桿系統(tǒng)作為被控對象，探索采用解析模型預(yù)測控制解決關(guān)系度不確定非線性系統(tǒng)的控制問題。為了克服W.H.Chen切換的解析預(yù)測控制方法的局限性，我們對預(yù)測模型作了適當(dāng)?shù)募僭O(shè)，從而為關(guān)系度不確定非線性系統(tǒng)得到了一個(gè)全新的解析NMPC控制律，它一個(gè)關(guān)于狀態(tài)的靜態(tài)反饋控制律，不僅不需要采用切