2014年非线性预测控制研究综述与进展

非线性模型预测控制（NMPC）的研究在2014年取得了显著进步。随着线性系统模型预测控制的成功应用，非线性系统的特点促使了对这一领域的深入探究。论文《非线性模型预测控制的研究进展》由赵国荣、盖俊峰、胡正高和刘文宝等人撰写，发表在《海军航空工程学院学报》第29卷第3期，强调了NMPC在不确定系统和存在时滞情况下的重要性。 NMPC的核心原理是结合了模型预测的优化技术和非线性系统建模，它在处理复杂工业过程控制中的动态优化问题上展现出了优势。与传统的控制策略相比，MPC通过滚动优化策略实时求解局部最优问题，利用有限时域优化窗口，降低了优化计算的复杂度，实现了系统对参考值的有效跟踪，即使面对诸如干扰和不确定性这样的挑战也能保持鲁棒性。 论文关注的关键点包括但不限于以下几个方面： 1. 非线性系统建模：NMPC的优势在于能够处理非线性动态系统，这些系统在现实世界中的许多工业过程中常见，如航空航天、化工和汽车制造等。 2. 不确定性和时滞：论文强调了在不确定性和存在时滞的情况下研究NMPC的重要性，因为这有助于发展更强大的预测控制理论，增强控制策略的适应性和响应速度。 3. 鲁棒预测控制：对于不可预见的变化和参数不确定性，鲁棒预测控制提供了有效的应对策略，确保了控制器在面对实际操作中的波动时仍能保持性能。 4. 线性矩阵不等式（LMI）的应用：论文可能探讨了如何通过线性矩阵不等式来简化优化问题，这是设计和分析NMPC控制器常用的一种数学工具。 5. 应用领域扩展：随着技术的发展，MPC已经广泛应用于各种领域，论文回顾了其在发电、炼油、冶金等行业的成功案例，表明了NMPC在未来有巨大的应用潜力。 这篇2014年的论文梳理了当时非线性模型预测控制的研究现状，讨论了关键技术和挑战，并对未来的研究方向提出了展望，为该领域的进一步发展奠定了坚实的基础。