基于MLD模型的混杂预测控制

基于MLD模型的混杂预测控制:摘 要:本文主要研究了混杂系统的预测控制技术。在重点阐述了混合逻辑动态（MLD）系统建模技术的基础上，通过将系统中的混杂特性和逻辑规则约束转化为混合整数不等式，论文建立了一个分段切换模型的混合逻辑动态数学模型。利用MIQP问题求解方法，论文实现了对该切换模型的最优控制，以及预测控制的调节和跟踪问题。仿真结果表明，基于混合逻辑动态系统的预测控制算法能较好地处理系统中的逻辑规则，获得较好的控制效果。最后，论文对一个实际的两容水箱进行了混合逻辑动态（MLD）系统的建模，并进行了基于混合逻辑动态系统的预测控制仿真，对仿真结果进行了分析探讨。

关键词:混杂系统；混合逻辑动态系统；最优控制；预测控制

ABSTRACT:This paper mainly studies the predictive control technique of hybrid system.Based on the expression of the modeling technique of mixed logical dynamical (MLD) system,the author establishes a mixed logical dynamical system of piecewise switching model by transforming the characteristic of hybrid system and the constraints of logical variable into mixed-integer inequalities in this thesis. Then the method of MIQP problem is utilized, optimal control and regulation problem and tracking problem of predictive control are achieved for the switching model in this thesis.The result of simulation indicates that the predictive control algorithm based on mixed logical dynamical system can preferably deal with logical rule in system,can obtain preferable control effect.Finally,this paper establishes a mixed logical dynamical system model for an actual two tank ,and carries out the predictive control simulation based on mixed logical dynamical system,analyzes and discusses the simulation result.

Keywords: hybrid system; mixed logical dynamical system; optimal control; predictive control

 目 录

第1章 前言 1

1.1 混杂控制的提出与含义 1

1.2 混杂控制的研究现状 2

1.3 混杂控制的应用 3

1.4 本文的主要研究内容 4

第2章 基于混合逻辑动态的系统建模方法 5

2.1 混杂系统的几种建模方法 5

2.1.1 基于DEDS（离散事件动态系统）的建模方法 5

2.1.2 基于CVDS（连续变量动态系统）的建模方法 6

2.2 混合逻辑动态系统建模 8

2.2.1 引言 8

2.2.2 逻辑命题与联结符 8

2.2.3 逻辑命题的转换 9

2.2.4 连续函数与逻辑命题的转换 11

2.2.5 连续函数与逻辑变量乘积的处理 12

2.2.6 混合逻辑动态建模 13

2.3 MLD的建模示例 14