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基于信赖域二次规划的非线性模型预测控制优化算法
作者：赵敏， 李少远， ZHAO Min， LI Shao-yuan
作者单位：上海交通大学,自动化系,上海,200240
刊名：
控制理论与应用
英文刊名：CONTROL THEORY & APPLICATIONS
年，卷(期)：2009，26(6)
被引用次数：1次
参考文献(22条)
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相似文献(7条)
1.期刊论文陈薇.吴刚.阎镜予.凌青.郑涛.CHEN Wei.WU Gang.YAN Jing-yu.LING Qing.ZHENG Tao阶梯式有约束
非线性预测控制及其应用-系统仿真学报2007,19(18)
非线性预测控制需要在每个采样周期内求解非凸非线性规划.针对在线求解的计算复杂性,提出基于阶梯控制的非线性预测控制算法,在每个采样周期,采用阶梯式控制策略,精确求解当前控制量,减少非线性规划决策变量的维数,降低了在线计算量,减少计算时间,提高了算法的快速性.仿真和实控结果表明,本算法具有良好的可行性和控制效果.
2.期刊论文王毓栋.王京春.WANG Yu-dong.WANG Jing-chun基于DE算法的非线性预测控制及其应用-控制工程
2008,15(1)
针对非线性预测控制系统中需要实时求解非线性规划问题,基于差异演化算法(DE)提出了一种非线性预测控制的新方法.差异演化算法是进化算法的一种,具有全局最优、稳健性强、收敛速度快、及参数调整简单等优点,用于求解非线性预测控制问题中的非线性规划问题具有明显优势.该算法应用于化工过程和化学反应的pH值控制仿真中,仿真结果说明了该方法的有效性.
3.学位论文向立志基于支持向量机的非线性系统辨识与预测控制研究2006
工业控制理论发展到今天，所面临的问题是复杂的非线性控制问题，传统的经典控制理论与现代控制理论已经不能满足非线性控制的需要，将机器学习理论与反馈控制理论结合起来，利用先进、智能的控制手段处理非线性控制问题已经成为当前工业控制领域研究的重要内容。支持向量机是20世纪90年代初由Vapruk等人提出的一种基于统计学习理论的机器学习新方法，由于其强大的学习能力和出色的泛化能力使其在解决小样本学习、过学习、局部极小点和非线性等问题方面表现出良好的性能，因此短短的十几年内已经成为机器学习的标准工具。将支持向量机引入控制领域，可望解决一系列非线性系统建模与非线性控制的难题，因而是一个具有广阔发展前景的研究方向。
本文致力于“基于支持向量机的非线性系统辨识与预测控制研究”，旨在将支持向量机理论、系统辨识理论与预测控制理论结合起来，形成一套新的解决非线性控制问题的思路与办法。主要的研究工作与贡献如下：
1)系统回顾了支持向量机理论、系统辨识理论和预测控制理论各自的基本原理和典型算法，详细研究了三者之间的内在联系，分析找到了将支持向量机方法用于非线性系统辨识和非线性预测控制的切入点，从而为论文的研究工作奠定了理论基础。
2)研究了基于最小二乘支持向量机的非线性模型辨识算法。利用Hammerstain模型结构，在对象的线性动态模型的输入端加入静态非线性环节并用最小二乘支持向量机非线性回归函数表示，从而形成了基于最小二乘支持向量机的NARX非线性模型辨识算法与N4SID非线性模型辨识算法，并分别详细推导了这两种非线性辨识算法的优化解法。
3)研究了基于最小二乘支持向量机的非线性预测控制算法。用辨识算法获得的基于支持向量机的非线性NARX模型和非线性状态空间模型作为预测模型，引入非线性预测控制的性能指标函数中，构成非线性滚动优化问题，运用非线性规划算法(如拟牛顿法等)迭代求解这类滚动优化问题获取非线性预测控制律，初步实现了两种新的基于支持向量机的非线性NARX模型预测控制算法和基于支持向量机的非线性状态空间模型预测控制算法。
4)研究了基于支持向量机的非线性系统辨识与预测控制在锅炉燃烧系统中的应用。用基于支持向量机的非线性系统辨识算法对锅炉燃烧系统进行非线性动态建模，成功建立了基于支持向量机的三输入三输出非线性模型，在此基础上将该模型作为预测模型，构造三输入三输出的非线性预测控制回路，最终利用基于支持向量机的非线性预测控制算法成功的实现了锅炉燃烧系统的控制。
关键词：最小二乘支持向量机，Hammerstein非线性模型，非线性系统辨识，非线性预测控制，锅炉燃烧控制系统。
4.期刊论文苏成利.刘晓琴.李平.王树青.SU Cheng-li.LIU Xiao-qin.LI Ping.WANG Shu-qing基于PSO与LMI优化
的非线性模型预测控制-辽宁石油化工大学学报2007,27(1)
将微粒群算法(PSO)与线性矩阵不等式(LMI)用于输入受限非线性预测控制器的设计,提出了基于PSO与LMI联合优化的非线性预测控制算法.算法采用双模控制策略,利用LMI离线优化确定终端不变区域,以扩大非线性优化的求解范围,降低算法的保守性.利用PSO在线优化求解非线性预测控制输入,以避免求解非线性规划问题,同时对算法的稳定性进行了分析.仿真结果表明了该算法是有效的、可行的.
5.期刊论文赵敏.李少远.Zhao Min.Li Shaoyuan非线性系统双模鲁棒预测控制:不变集切换方法-系统科学与数
学2007,27(3)
提出了一种基于不变集切换的非线性系统鲁棒预测控制算法.采用分段蕴含方法将非线性系统动态用一组线性变参数(LPV)系统动态包裹;计算出非线性系统的平衡面,对于每个LPV蕴含模型,针对相应的平衡点构造多面体不变集,得到覆盖非线性系统平衡面的一组相互重叠的不变集;在线根据系统当前状态所处的不变集和LPV区间切换控制律,最终保证闭环系统的稳定性.与传统的非线性预测控制相比,这种方法在构造不变集和确定控制律的计算都是离线进行,而在线只需根据当前状态切换控制律即可,从而避免了求解复杂的非凸非线性规划,在很大程度上降低了在线计算量.
6.会议论文赵敏.李少远基于线性微分包含的约束非线性系统双模预测控制2007
本文基于线性微分包含的概念,针对一类可以化为多面体线性微分包含的约束非线性系统,给出一种双模预测控制算法。首先利用泰勒级数对系统线性化,通过对每个偏导数分别取最大和最小的方法构造多面体描述不确定系统包裹原非线性系统,然后对这个多面体描述系统构造不变集,并通过求解有线性矩阵不等式约束的半定规划得到反馈控制器,从而获得原非线性系统的控制律.算法以线性不确定系统作为桥梁,避免了在线求解非线性预测控制中复杂的非凸非线性规划问题,能够满足系统实时优化的要求,而且原非线性系统的稳定性可以通过多面体描述系统的稳定性保证。
7.学位论文闵昌万飞行器航迹规划与轨迹控制研究1999
该文主要研究军用飞行器航迹规划算法和轨迹跟踪控制技术，具体内容包括以下几个方面:(1)分析威胁军用飞行器安全的因素，并建立了威胁模型;(2)考虑飞行器导航、控制精度及数字地图误差等因素，研究了参考轨迹的鲁棒性，提出一种全新的安全走廊概念;(3)提出了最小危险曲面的概念，并利用构造最小危险曲面，给出了一种新的最优TF/TA轨迹算法;(4)在给定参考轨迹和安全走廊外边界的前提下，研究了两种实时航迹规划算法:动态规划算法和非线性规划算法;(5)研究了遗传算法在航迹规划上的应用问题，建立了航迹规划的遗传算法模型，确定了遗传算法的最优控制参数;(6)通过建立数字地图的误差模型，给出了一种基于雷达高度表和INS/GPS导航系统信息的规划航迹实时修正的递推滤波算法;(7)研究了基于地形统计特性地形跟踪控制器的设计方法;(8)研究了飞行器线性系统模型的轨迹跟踪控制器设计方法;(9)考虑一类非线性模型，研究了非线性预测控制理论。
引证文献(1条)
1.张鹏一类线性约束下非光滑非线性规划问题的优化研究[期刊论文]-武汉科技大学学报（自然科学版） 2010(1)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/451446866.html,/Periodical_kzllyyy200906009.aspx
授权使用：中国石油大学（华东）图书馆(zgsydxhdtsg)，授权号：8c80e9fd-a60a-4935-8e70-9e1f00f469ef
下载时间：2010年10月30日