基于预测控制的约束线性系统最优控制方法

本文探讨的是"约束线性系统的最优控制"这一主题，它是在2000年由陈虹、靳恙敏、邹卫平和手鹏远四位作者在《吉林工业大学自然科学学报》上发表的一篇论文。论文基于预测控制的滚动优化原理，提出了一种创新的控制策略，旨在解决实际工业控制中遇到的带有约束条件的问题。传统的线性最优控制理论在面对生产过程中对产品质量、产量和经济效益的高要求时，往往难以满足这些严格的约束条件，尤其是在系统运行点接近允许操作范围边缘的情况下。 该方法的关键在于结合无限预测时域和有限控制时域的设计，这使得控制方案既能保持系统的闭环稳定性，又具有较高的实现可行性。通过这种方法，作者能够有效地优化系统性能，使其动态适应约束条件，从而提高控制系统的整体效率和响应能力。以吉林工业大学信息科学与工程现代控制实验室的带约束条件的三容实验设备为例，作者展示了这种方法通过仿真得出的有效性和实用性。 论文的核心内容包括受控系统的线性模型描述、约束条件的数学表达以及优化问题的设定。优化目标是寻找使系统状态和输入在满足约束的同时，最小化一个特定的成本函数J(x(k), u(k))。这种方法不仅考虑了系统的动态行为，还充分考虑了外部环境的限制因素，为实际工业控制问题提供了一种新的解决方案。 此外，论文还引用了中图分类号TP13，说明了研究内容属于控制理论和技术类别，文献标识码为A，表明其学术质量得到了认可。通过这篇论文，读者可以了解到如何在复杂工业环境中运用约束线性最优控制，以提升系统的性能和稳定性，同时兼顾约束条件的满足，这在当今制造业中具有很高的实际价值。