Explicit model predictive control of hybrid systems and multiparametric mixed integer polynomial programming
Explicit model predictive control of hybrid systems and multiparametric mixed integer polynomial programming
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混合系统的显式模型预测控制与多参数混合整数多项式规划
DOI：
10.1002/aic.15396
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Charitopoulos V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Charitopoulos V
混杂系统是同时存在离散变量和连续变量的动态系统。这种系统的基于模型的控制在计算上要求很高。为此，显式控制器，提供控制输入作为一组状态变量的函数已被导出，使用多参数规划主要用于线性系统。混合多项式系统被认为是一个混合多项式规划问题。将系统的初始状态视为一组有界参数，将问题重新表示为多参数混合多项式优化（mp-MIPOPT）问题。提出了一种求解mp-MIPOPT问题的新算法，并计算了多项式混合系统的精确显式控制律。其关键思想是计算的最优性条件的解析解，而二元变量被视为放松参数。最后，使用符号计算精确的非凸临界区域计算。© 2016作者AIChE杂志由Wiley Periodicals，Inc.代表美国化学工程师学会AIChE J，62：3441-3460，2016
Hybrid systems are dynamical systems characterized by the simultaneous presence of discrete and continuous variables. Model‐based control of such systems is computationally demanding. To this effect, explicit controllers which provide control inputs as a set of functions of the state variables have been derived, using multiparametric programming mainly for the linear systems. Hybrid polynomial systems are considered resulting in a Mixed Integer Polynomial Programming problem. Treating the initial state of the system as a set of bounded parameters, the problem is reformulated as a multiparametric Mixed Integer Polynomial optimization (mp‐MIPOPT) problem. A novel algorithm for mp‐MIPOPT problems is proposed and the exact explicit control law for polynomial hybrid systems is computed. The key idea is the computation of the analytical solution of the optimality conditions while the binary variables are treated as relaxed parameters. Finally, using symbolic calculations exact nonconvex critical regions are computed. © 2016 The Authors AIChE Journal published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of American Institute of Chemical EngineersAIChE J, 62: 3441–3460, 2016
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