非线性系统优先级多目标模型预测控制的稳定性与鲁棒性理论及应用

基本信息
批准号:61374111
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:何德峰
学科分类:
依托单位:浙江工业大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈秋霞,余世明,宋秀兰,黄骅,邬玲伟,鲍荣,郑凯华,王蕾
关键词:
多目标控制聚烯烃牌号切换非线性系统模型预测控制鲁棒稳定性
结项摘要

There widely exists a class of nonlinear, constrained multi-objective optimization problems in industry process control of saving energy and raising profit, where objectives confilt and their priorities are different and varying. For this problem, the project studies the stability and robustness issues of prioritised multi-objective nonliear model predictive control (NMPC) with their applications based on the theory and methods of multi-objectives optimization, nonlinear (robust) control and switched control. The work mainly includes: considering the optimization problem, some prioritised multi-objective NMPC schemes with more efficient solving algorithms are firstly constructed to explicitly formulate the priority restriction; Then the iterative feasibility and closed-loop stablity of the proposed NMPC scheme are analyzed in case of time-invariant objective priority; Moreover, considering the switched closed-loop characters resulting from the change of priorities, we investigate the methods of stability analysis and design of the proposed NMPC scheme in case of varying objective priority; Based on the obtained conclusions on stability, the robust control problems of input-to-state stability and disturbance rejection of the prioritised multi-objective NMPC closed-loop systems are furthermore studied under uncertain disturbances. An application to the nonlinear constrained multi-objective optimized control of polyolefin grade transition processes is used to demonstrate the effectiveness of the results obtained in this project. The development of the project will provide some promiseful results on theories and techniques to advanced control and saving energy and raising profit of industry processes.

针对节能增效工业过程控制中广泛存在的目标冲突、优先级各异且可变的非线性多目标约束优化控制问题,本项目拟综合多目标优化、非线性(鲁棒)控制及切换控制等理论与方法,研究优先级多目标非线性预测控制(NMPC)的稳定性与鲁棒性理论及应用。主要内容包括:考虑目标冲突和优先级各异的非线性多目标约束优化控制问题,构造显式描述目标优先级要求的多目标NMPC策略及其高效求解算法。在此基础上,分析给定优先级多目标NMPC的递推可行性和闭环稳定性;考虑优先级变化产生的闭环切换特性,研究时变优先级多目标NMPC的稳定性分析与设计方法。基于稳定性结果,突破不确定扰动作用下优先级多目标NMPC闭环系统的输入状态稳定和扰动抑制等鲁棒控制问题。结合聚烯烃牌号切换过程非线性多目标约束优化控制,验证项目理论成果的有效性。本项目的研究将为工业过程先进控制和实现节能增效目标提供有指导意义的理论结果和技术基础。

项目摘要

本项目针对现代工业过程多目标优先级控制问题,开展非线性系统优先级多目标模型预测控制的稳定性与鲁棒性理论及应用研究,重点开展非线性系统多目标优化模型预测控制策略及其稳定性综合方法,不确定非线性系统模型预测控制策略及其鲁棒性综合方法,聚烯烃牌号切换过程多目标模型预测控制算法等三方面研究。项目以多目标优化方法和非线性控制理论为基础,结合滚动时域优化基本原理,提出了具有显式描述目标优先级的多目标非线性模型预测控制策略,建立了多目标非线性模型预测控制策略的递推可行性和稳定性结果,利用线性矩阵不等式技术探讨了不确定非线性系统模型预测控制的鲁棒性综合方法,仿真实现了大型聚丙烯装置牌号切换过程多目标优先级控制目标。标注本项目资助发表的学术论文25篇,其中,SCI收录源期刊论文11篇,Automatica等JCR一区和二区期刊论文9篇,自动化学报等EI收录源期刊论文11篇;授权国家发明专利2件和实用新型专利1件。研究成果在3次国际会议上交流 3人次,在7次国内会议上交流10人次。培养博士后研究人员1名(已出站)、博士研究生2名(毕业1名)和硕士研究生8名(毕业3名)。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
4

拥堵路网交通流均衡分配模型

拥堵路网交通流均衡分配模型

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804030
发表时间:2019
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

何德峰的其他基金

批准号:60904040
批准年份:2009
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773345
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

化工过程非线性鲁棒自适应控制理论及应用

批准号:69574028
批准年份:1995
负责人:高峰
学科分类:F0301
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
2

非线性系统统计建模与鲁棒预测控制研究

批准号:60443008
批准年份:2004
负责人:彭辉
学科分类:F0301
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
3

非线性切换控制系统输入状态稳定性理论及其应用

批准号:61273123
批准年份:2012
负责人:宗广灯
学科分类:F0301
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

基于状态相依ARX模型的非线性系统建模与鲁棒预测控制方法研究

批准号:61773402
批准年份:2017
负责人:彭辉
学科分类:F0301
资助金额:63.00
项目类别:面上项目