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Efficient robust nonlinear predictive control with stability and feasibility guarantees by parallel time-stage considerations

通过并行时间阶段考虑保证稳定性和可行性的高效鲁棒非线性预测控制

基本信息

批准号：
192046381
负责人：
Professor Dr.-Ing. Rolf Findeisen
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Control and Cyber-Physical Systems (CCPS)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/192046381?language=en
关键词：
Efficient robust nonlinear predictive control

项目摘要

In den letzten Jahrzehnten gab es außergewöhnliche Fortschritte sowohl in theoretischen als auch in anwendungsbezogenen Fragestellungen im Bereich der prädiktiven Regelung. Zum jetzigen Zeitpunkt gilt die prädiktive Regelung als eines der vielversprechensten Verfahren um komplexe, nichtlineare Prozesse unter Berücksichtigung von Beschränkungen zu regeln. Jedoch gibt es bis heute noch keine befriedigenden, theoretisch fundierten prädiktiven Regelung die robust Stabilität garantieren und praktisch einsetzbar sind. Die Gründe hierfür sind zahlreich, oftmals ist die Lösung des resultierenden Optimierungsproblems in Echtzeit nicht möglich, oder die Ansätze führen zu einem erheblich konservativem Verhalten. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es neuartige Methoden für den Entwurf von robusten, nichtlinearen prädiktiven Reglern zu entwickeln, die sowohl Stabilität garantieren als auch vorhandene Beschränkungen explizit berücksichtigen können. Weiterhin sollen die Verfahren keinen zu hohen Rechenaufwand aufweisen und nicht zu konservativ sein. Basis zur Lösung dieser Fragestellungen ist ein innovativer Lösungsansatz, in dem das ursprüngliche robuste Optimierungsproblem in über die Zeitachse verteilte, leichter zu lösende robuste Teilprobleme zerlegt wird. Aufgrund der Struktur der Teilprobleme, ist es möglich, diese zu jedem Zeitpunkt effizient und parallel zu lösen. Stabilität und die Erfüllung der Beschränkungen, sowie das Erreichen einer möglichst optimalen Lösung wird durch geeignete Koppelbedingungen garantiert. Möglichen Einschränkungen in der Regelgüte soll mit Hilfe verschiedener Störgrößenbeschreibungen und durch die Betrachtung von Ereignisbäumen entgegengewirkt werden. Das resultierende prädiktive Regelungsverfahren wird effizient implementierbar sein, sowie einen guten Kompromiss aus Effizienz, Störgrößenunterdrückung und dem notwendige Rechenaufwand aufweisen. Somit hat das entwickelte prädiktive Regelungsverfahren das Potential heutige robuste prädiktive Regelungsverfahren, die sich nicht praktisch einsetzen lassen, zu ersetzen.

在过去的一年里，理论上的堡垒也被认为是预防性管制的一个重要组成部分。Zum jetzigen Zeitpunkt gilt die prädiktive Regelung als eines der vielversprechensten Verfahren um komplexe，nichtlineare Prozesse unter Berücksichtigung von Beschränkungen zu regeln.现在，我们已经没有什么好担心的了，我们的理论基础是建立一个强大的稳定性机制，以确保稳定性和实际操作。Die Gründe hierfür sind zahlreich，oftmals ist die Lösung des resultierenden Optimierungssolutions in Echtzeit nicht möglich，oder die Ansätze führen zu einem erheblich conservativem Verhalten. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es neuartige Methoden für den Entwurf von robusten，nichtlinearen prädiktiven Reglen zu entwickeln，die sowohl Stabilität garantieren als auch vorhandene Beschränkungen explizit berücksichtigen können.但是，我们必须确保所有的车辆都能正常行驶，而不是保持一致。Lösung dieser Fragestellungen is ein innovativer Lösungsanche，in dem das ursprüngliche robuste Optimierungsproblem in über die Zeitachse vertailte，leichter zu lösende robuste Teilprobleme zerlegt wird. Aufgrund der Struktur der Teilprobleme，is möglich，diese zu jedem Zeitpunkt effizient und parallel zu lösen. Stabilität und die Erfüllung der Beschränkungen，sowie das Erreichen einer möglichst optimalen Lösung wird durch geignete Koppelbedingungen guarantiert. Möglichen Einschränkungen in der Regelgüte soll mit Hilfe verzedener Störgrößenbeschreibungen und durch die Betrachtung von Ereignisbäumen entgegengeurkt韦尔登. Das resultierende prädiktive Regelungsverfahren wird effizient implementierbar sein，sowie einen guten Kompromiss aus Effizienz，Störgrößenunterdrückung und dem notwendige Rechenaufwand aufweisen.有些时候，预防性监管的潜力很大，但这种做法并不实际。