非线性预测控制快速算法的研究与应用
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-26页 |
| ·引言 | 第13-14页 |
| ·非线性预测控制的理论研究现状 | 第14-21页 |
| ·问题描述 | 第14-15页 |
| ·稳定性研究现状 | 第15-16页 |
| ·鲁棒性研究现状 | 第16-17页 |
| ·计算量研究现状 | 第17-21页 |
| ·线性化 | 第18-19页 |
| ·直接提高NLP算法优化速率 | 第19-20页 |
| ·减少优化变量维数及快速计算策略 | 第20-21页 |
| ·非线性预测控制的工程研究现状 | 第21-24页 |
| ·本文的内容安排 | 第24-26页 |
| 第二章 非线性预测控制问题描述 | 第26-37页 |
| ·引言 | 第26页 |
| ·非线性预测控制的模型 | 第26-30页 |
| ·机理建模 | 第27页 |
| ·实验建模 | 第27-30页 |
| ·Volterra模型 | 第27-28页 |
| ·Hammerstein模型 | 第28页 |
| ·Wiener模型 | 第28-29页 |
| ·双线性模型 | 第29页 |
| ·NARMAX模型 | 第29-30页 |
| ·其他模型 | 第30页 |
| ·非线性系统辨识 | 第30页 |
| ·非线性预测控制算法的基本原理 | 第30-34页 |
| ·输出预测 | 第31页 |
| ·控制约束 | 第31-32页 |
| ·输出量及状态量上下界目标 | 第31-32页 |
| ·输入/输出的极值优化目标 | 第32页 |
| ·控制约束 | 第32页 |
| ·非线性预测控制器设计问题 | 第32-34页 |
| ·非线性预测控制的一般稳定性证明 | 第34-36页 |
| ·本章小结 | 第36-37页 |
| 第三章 一步快速非线性预测控制 | 第37-52页 |
| ·引言 | 第37页 |
| ·一步非线性预测控制器设计 | 第37-42页 |
| ·输出预测 | 第38页 |
| ·性能指标 | 第38-39页 |
| ·无约束一步非线性预测控制 | 第39页 |
| ·约束及目标类型 | 第39-40页 |
| ·控制量限幅约束 | 第39页 |
| ·控制量增量限幅约束 | 第39-40页 |
| ·输出量上下界目标 | 第40页 |
| ·有约束一步快速非线性预测控制器设计 | 第40-42页 |
| ·一步快速非线性预测控制器的改进 | 第42-45页 |
| ·输出预测 | 第43页 |
| ·性能指标 | 第43-44页 |
| ·约束控制问题 | 第44页 |
| ·改进的有约束一步快速非线性预测控制 | 第44-45页 |
| ·仿真研究 | 第45-51页 |
| ·Van de Vusse系统简介 | 第45-46页 |
| ·Van de Vusse系统开环分析 | 第46-48页 |
| ·闭环仿真曲线 | 第48-51页 |
| ·控制效果 | 第48-49页 |
| ·抗干扰性能 | 第49-50页 |
| ·模型失配时的鲁棒性 | 第50-51页 |
| ·本章小结 | 第51-52页 |
| 第四章 次优非线性预测控制 | 第52-74页 |
| ·引言 | 第52-53页 |
| ·非线性预测控制器次优设计问题的提出和描述 | 第53-56页 |
| ·约束及目标类型 | 第53-55页 |
| ·控制量限幅约束 | 第53-54页 |
| ·控制量增量限幅约束 | 第54页 |
| ·状态量上下界控制目标 | 第54-55页 |
| ·有约束非线性预测控制优化问题描述 | 第55-56页 |
| ·基于遗传算法的次优非线性预测控制算法 | 第56-63页 |
| ·遗传算法简介 | 第56-61页 |
| ·控制量编码(coding) | 第57-58页 |
| ·初始种群 | 第58-59页 |
| ·适应度函数(fitness function) | 第59页 |
| ·选择操作(selection) | 第59-60页 |
| ·交叉操作(crossover) | 第60-61页 |
| ·变异操作(mutation) | 第61页 |
| ·基于遗传算法的次优非线性预测控制算法 | 第61-63页 |
| ·初始群体的选择 | 第62页 |
| ·终止条件的选择 | 第62页 |
| ·控制算法实现步骤 | 第62-63页 |
| ·次优非线性预测控制系统稳定性分析 | 第63-65页 |
| ·仿真研究 | 第65-73页 |
| ·连续搅拌釜式反应器的简介 | 第65-67页 |
| ·CSTR系统的稳定性分析 | 第67-69页 |
| ·闭环仿真曲线 | 第69-73页 |
| ·线性预测控制 | 第69-70页 |
| ·基于GA的非线性预测控制 | 第70-71页 |
| ·基于GA的次优非线性预测控制 | 第71-73页 |
| ·本章小结 | 第73-74页 |
| 第五章 阶梯式非线性预测控制 | 第74-92页 |
| ·引言 | 第74-75页 |
| ·问题描述 | 第75-76页 |
| ·阶梯式非线性预测控制算法 | 第76-81页 |
| ·阶梯式控制 | 第76-77页 |
| ·阶梯式线性预测控制 | 第77-80页 |
| ·模型与输出预测 | 第77-78页 |
| ·设定值柔化 | 第78-79页 |
| ·滚动优化 | 第79页 |
| ·阶梯式DMC | 第79-80页 |
| ·阶梯式非线性预测控制 | 第80-81页 |
| ·阶梯因子的选择 | 第81页 |
| ·阶梯式非线性预测控制系统稳定性分析 | 第81-83页 |
| ·阶梯式非线性预测控制仿真研究 | 第83-91页 |
| ·连续搅拌釜式反应器的简介 | 第83-84页 |
| ·CSTR系统的稳定性 | 第84-86页 |
| ·CSTR系统的开环响应分析 | 第86-88页 |
| ·闭环响应仿真 | 第88-91页 |
| ·阶梯式非线性预测控制 | 第88-90页 |
| ·阶梯式NMPC与NMPC对比 | 第90-91页 |
| ·本章小结 | 第91-92页 |
| 第六章 非线性预测控制在水箱系统中的应用 | 第92-117页 |
| ·引言 | 第92页 |
| ·水箱非线性系统建模 | 第92-105页 |
| ·水箱系统简介及工作原理 | 第93-98页 |
| ·水箱系统整体介绍 | 第93-95页 |
| ·液位传感器 | 第95-96页 |
| ·执行机构 | 第96-97页 |
| ·数据采集卡 | 第97-98页 |
| ·水箱系统机理建模 | 第98-101页 |
| ·流体力学基本知识 | 第98-99页 |
| ·单容水箱系统建模 | 第99-100页 |
| ·双容水箱系统建模 | 第100-101页 |
| ·水箱系统模型验证 | 第101-105页 |
| ·一步快速非线性预测控制器在水箱系统中的应用 | 第105-108页 |
| ·单容水箱的实控研究 | 第105-107页 |
| ·PID控制的实验结果 | 第105-106页 |
| ·一步快速非线性预测控制算法的实验结果 | 第106-107页 |
| ·双容水箱的实控研究 | 第107-108页 |
| ·比较结果 | 第108页 |
| ·次优快速非线性预测控制器在水箱系统中的应用 | 第108-113页 |
| ·双容水箱的仿真研究 | 第108-110页 |
| ·双容水箱的实控研究 | 第110-113页 |
| ·基于GA的非线性预测控制的实验结果 | 第110-111页 |
| ·基于GA的次优非线性预测控制的实验结果 | 第111-113页 |
| ·阶梯式非线性预测控制器在水箱系统中的应用 | 第113-115页 |
| ·双容水箱的仿真研究 | 第113-114页 |
| ·双容水箱的实控研究 | 第114-115页 |
| ·本章小结 | 第115-117页 |
| 第七章 非线性预测控制在无线传感网中的应用 | 第117-128页 |
| ·无线传感网简介 | 第117-119页 |
| ·无线传感器网络 | 第117页 |
| ·移动无线传感网 | 第117-119页 |
| ·问题提出及描述 | 第119-125页 |
| ·无线传感器网络中的跟踪问题 | 第119-120页 |
| ·多传感器卡尔曼滤波 | 第120-122页 |
| ·卡尔曼滤波 | 第121页 |
| ·序贯卡尔曼滤波 | 第121-122页 |
| ·数学描述 | 第122-125页 |
| ·模型 | 第122-124页 |
| ·输出预测 | 第124页 |
| ·性能指标 | 第124-125页 |
| ·基于非线性预测控制的目标跟踪算法 | 第125页 |
| ·非线性预测控制在无线传感网跟踪问题中的仿真研究 | 第125-127页 |
| ·本章小结 | 第127-128页 |
| 第八章 总结与展望 | 第128-130页 |
| ·本文的创新之处 | 第128-129页 |
| ·不足之处与展望 | 第129-130页 |
| 参考文献 | 第130-144页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第144-146页 |
| 致谢 | 第146页 |
