预测控制嵌入式高效算法及实现策略的研究

预测控制算法的实施通常存在着对硬件平台要求高，造价昂贵，调试困难，维护成本高等问题，限制了其在底层控制系统中的应用。本项目以适用于底层系统的预测控制器为目标,以嵌入式系统为硬件平台,研究预测控制嵌入式实现的高效算法和实施策略。鉴于嵌入式系统所能提供的资源和运算能力有限，本项目借鉴预测控制定性综合理论的理论成果,结合优化理论和约束控制理论,研究以稳定性保证为前提的预测控制简化设计,探索降低设计保守性的手段；结合预测控制特点,研究其优化问题的简化求解算法；以提高实时性为目的,研究预测控制算法的实施策略及其稳定性条件；进而，研究高效嵌入式预测控制器及其调试系统的设计方法。本项目的研究不仅可以为预测控制算法的应用推广提供理论和技术基础，同时对预测控制的理论和算法研究提供新的思路和方法，甚至对于优化计算等也有促进意义。

由于嵌入式平台的资源有限，计算效率较低，因此在之上实施预测控制算法需要从预测控制算法、优化算法、控制策略以及实施技术等方面共同努力。鉴于此，本项目从预测控制策略和预测控制算法出发，探索针对定常对象和不确定对象预测控制策略和高效算法；在简化算法本身的基础上，进一步研究具有预测控制特点的优化算法简化方法；进而，探索多种嵌入式平台上的预测控制器设计方法。为了验证本项目的研究成果的实用性，我们在开发板的基础上进一步设计了产品样机，并通过多个实验对成果进行了检验。