网络化分布式系统预测控制

第1章　网络化分布式系统的研究现状1

1.1　背景　/ 2

1.2　网络化分布式系统预测控制研究现状　/ 4

1.2.1　网络化滚动时域估计的研究现状　/ 4

1.2.2　分布式预测控制的研究现状及分类　/ 5

1.3　本书的主要内容　/ 8

参考文献　/ 9

第2章　具有随机丢包的网络化系统的滚动时域状态估计13

2.1　概述　/ 14

2.2　具有反馈通道丢包的网络化系统的滚动时域状态估计　/ 15

2.2.1　问题描述　/ 15

2.2.2　网络化滚动时域状态估计器设计　/ 17

2.2.3　估计器的性能分析　/ 20

2.2.4　数值仿真　/ 26

2.3　具有两通道丢包的网络化系统的滚动时域状态估计　/ 30

2.3.1　问题描述　/ 30

2.3.2　网络化滚动时域状态估计器设计　/ 32

2.3.3　估计器的性能分析　/ 36

2.3.4　数值仿真　/ 40

2.4　本章小结　/ 46

参考文献　/ 47

第3章　网络化系统的预测控制器设计49

3.1　概述　/ 50

3.2　具有有界丢包的网络化控制系统的预测控制　/ 51

3.2.1　网络化控制系统的建模　/ 52

3.2.2　基于终端凸集约束的网络化预测控制器设计　/ 55

3.2.3　网络化预测控制器的可行性与稳定性分析　/ 59

3.2.4　数值仿真　/ 63

3.3　具有控制输入量化的网络化控制系统的鲁棒预测控制　/ 67

3.3.1　网络化控制系统的建模　/ 67

3.3.2　稳定性分析和鲁棒预测控制器设计　/ 70

3.3.3　数值仿真　/ 84

3.4　本章小结　/ 88

参考文献　/ 89

第4章　具有通信约束的网络化系统的滚动时域调度91

4.1　概述　/ 92

4.2　网络化滚动时域调度　/ 93

4.2.1　问题描述　/ 93

4.2.2　滚动时域调度策略　/ 95

4.3　网络化控制系统的滚动时域状态估计　/ 99

4.4　网络化滚动时域估计器的性能分析　/ 101

4.5　数值仿真与物理实验　/ 106

4.5.1　数值仿真　/ 106

4.5.2　双容液位系统实验　/ 110

4.6　本章小结　/ 117

参考文献　/ 117

第5章　局部性能指标的分布式预测控制119

5.1　概述　/ 120

5.2　基于纳什*优的分布式预测控制　/ 121

5.2.1　分布式预测控制器设计　/ 121

5.2.2　性能分析　/ 122

5.2.3　局部通信故障下一步预测优化策略的性能分析　/ 125

5.2.4　仿真实例　/ 130

5.3　保证稳定性的约束分布式预测控制　/ 135

5.3.1　问题描述　/ 135

5.3.2　分布式预测控制设计　/ 136

5.3.3　性能分析　/ 142

5.3.4　仿真实例　/ 149

5.4　本章小结　/ 152

参考文献　/ 153

第6章　协调分布式系统预测控制155

6.1　概述　/ 156

6.2　非迭代协调分布式预测控制　/ 157

6.2.1　状态、输入耦合分布式系统　/ 157

6.2.2　局部预测控制器设计　/ 158

6.2.3　性能分析　/ 162

6.2.4　仿真实例　/ 166

6.3　保证稳定性的约束协调分布式预测控制　/ 171

6.3.1　分布式系统描述　/ 171

6.3.2　局部预测控制器设计　/ 172

6.3.3　性能分析　/ 176

6.3.4　仿真实例　/ 182

6.4　本章小结　/ 186

参考文献　/ 186

第7章　通信约束下的分布式系统预测控制188

7.1　概述　/ 189

7.2　基于作用域优化的分布式预测控制　/ 190

7.2.1　状态、输入耦合分布式系统　/ 190

7.2.2　局部预测控制器设计　/ 191

7.2.3　性能分析　/ 200

7.2.4　数值结果　/ 205

7.3　高灵活性的分布式模型预测控制　/ 211

7.3.1　分布式系统描述　/ 212

7.3.2　局部预测控制器设计　/ 213

7.3.3　性能分析　/ 219

7.3.4　仿真实例　/ 225

7.4　本章小结　/ 233

参考文献　/ 233

第8章　应用实例：加速冷却过程的分布式模型预测控制235

8.1　概述　/ 236

8.2　加速冷却过程　/ 237

8.2.1　加速冷却过程工艺及装置仪表　/ 237

8.2.2　加速冷却过程模拟平台　/ 239

8.2.3　工艺控制要求　/ 241

8.3　装置热平衡方程　/ 242

8.4　基于优化目标再计算的分布式预测控制　/ 244

8.4.1　子系统优化目标再计算　/ 245

8.4.2　子系统状态空间模型　/ 246

8.4.3　扩展Kalman 全局观测器　/ 249

8.4.4　局部预测控制器　/ 250

8.4.5　局部状态预估器　/ 253

8.4.6　局部控制器迭代求解算法　/ 253

8.5　模拟平台算法验证　/ 254

8.6　本章小结　/ 259

参考文献　/ 259

索引261