动态的混杂系统建模和控制方法研究

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1、中国科学院自动化研究所博士学位论文基于混合逻辑动态的混杂系统建模和控制方法研究姓名：李秀改申请学位级别：博士专业：控制理论与控制工程指导教师：高东杰2003.4.1一．!塞塑茎————-——————————___—--—————一_—_____-———————-——__m—__——————●—_————————一孛文臻要本文钓主要研究内容和贡献表现在以下几个方面：《1)分耩了混杂系统基予混合遂辑动态豹建模方滚，褥蜀了混台递辑动态熬系统化建模机理。研究了命题逻辑转化和混合整数不等式之间的转化关系，提供了关于逻辍变量化简的一些策略。对混合逻辑动态模

2、型和其它模型款等绘转纯关系帮穗应豹转让袋《孛进行了分辏。{，(2)分析了预测控制的关键技术问题，分别采用调节器和跟踪器越两种性能指标研究了混杂系统熬于混合逻辑动态的预测控制。性分析权麓矩阵对系统性能影响的基础上，提出混杂系统藏于MLD横型豹变权重预测控裁方法。／设诗权熬系数g、多爵使控裁蠢豁在系统实露住和稳定毪之闻遗幸亍袄衡。、i(3)研究了性能指标为线性的模型预测控制，在此撼础上提出熬于1—1范数的MLD预测控制，并对线性预测控制器的稳定性进行了分析。f通过适当蘧选取终臻燕投楚终，哥缳{歪控镶系统熬稳定。设计控穰冀法并鼹逡行了仿真验证，并对线

3、住规划和二次规划在计算性能方面进行了比较。j，(4)在研究了混杂系统慕于混合逻辑动态的开环预测控制基础上，进一步考虑系统存农过程予撬秘量测噪声酌馕獍，提出在联灏控裁篓法审撼入系统敬态最优依计模块构成基于状态反镑肫闭环预测控制策略口辨对滚动时域状态估计器的稳定性进行了证明。。1(5)对QXLPc—III过程控制装置豹三容系统进行了蒸予MLD的预测控制研究，建立了该系统豹混合逻辑动态搂鬃，设计了蒸予鼹踪器型瓣预测控制箨法，并进行了仿真验诞0(设计了v#十十与Matlab混合编程的预测仿真工具。为算法工程化实施打下了基础AI<6)疆究了分支定器法慕鳞

4、滋合整数规鲻豹算法黧步骤；搀密采溺改逶遗倭冀法MGA求解该问题的实旌步骤。关键词：混焱系统i混会逻辑动态；模型颈溅控铡；默态蕊诗；分支定赛法遗传算法，茎苎垫墨——AbstractMainresearchcontributionsandachievementsofthispaperareasfollowing：(1)PrinciplemodelingapproacharedeeplyanalyzedandacquiredbasedonMixedLogicDynamic(MLD)．Thetransformationmethodsfromprepos

5、itionallogictomixedintegerinequalityarestudiedandsomestrategiesforreducingthenumberofintegervariablesareproposed．TherelationshipbetweenothermodelingapproachesforhybridsystemandMLDisanalyzedwhichsetabasisformakingresearchothercharactersforhybridbasedonthemostsuitablemodelfram

6、eworks．(2)Thekeytechniquesformodelpredictivecontrolarestudied．Predictivecontrolforhybridsystemwiththeadjustableperformanceandtrackingperformancebasedonmixedlogicdynamicareresearched．Byanalyzingtheeffectsofweightmatrixoncontroller’sperformance，achangeableweighmatrixpredictive

7、controlbasedonMLDispresented．Throughadjustingtheparametersof口，口，thedesiredcontrolresultcanbeachievedbymakingtradeoffbetweenrapidnessandstability．Simulationresultsshowtherationalityandvalidityofthemethod．(3)ModelpredictiveforMLDbasedonlinearobjectionisstudied．Comparedwithothe

8、rlinearobjection，the1—1normpredictivecontrolperformanceforMLDispresented．Th