研究约束不确定、非线性系统的预测控制综合方法,考虑网络环境下传输滞后、量化误差、丢包等问题,并进一步研究其分布式实现和在多机器人编队导航系统中的应用。首先不考虑分布式实现,得到网络环境下预测控制的综合方法,这时传输滞后、量化误差和丢包都存在于一个闭环系统内部。对传输滞后和丢包,适当地选择代价函数和李雅普诺夫函数,采用鲁棒控制和随机控制的研究方法;对量化误差,主要采用区间不确定性鲁棒预测控制的研究方法。当考虑分布式实现时,传输滞后、量化误差和丢包存在于不同子系统之间,这时首先要解决的是合理选择全局系统的李雅普诺夫函数,基此构造代价函数并将优化问题分解到各个子控制器。每个子系统的控制问题,由全局控制目标的分解而得到,但在数值求解时可进行不影响全局的调整。通过合理地将全局系统的稳定性条件分解为各个子系统的相容性约束,保证全局系统的稳定性。考虑数据传输的带宽限制,更加侧重于输出反馈预测控制。本项目针对流程工业中得到普遍应用的预测控制,选择理论界受推崇的综合方法、面对工程应用的网络化趋势、并将研究成果进一步用分布式控制理论和分布式实现深化,具有重要的理论意义和推广应用价值。
英文主题词predictive control; synthesis approach; networked control; distributed control; multi-robotic formation and navigation system