內容簡介
書全面介紹了預測控制的基本原理和算法、系統分析與設計、策略發展和實 際套用。全書共分10 章。第1 章概述了預測控制的發展軌跡和基本原理。第2 章介紹了基於不同模型的幾種典型預測控制算法。第3、第4 章分析了經典預測控 制算法閉環系統的性能,構成了預測控制定量分析理論的主要內容。第5 章以此 為基礎給出了預測控制參數設計和整定的方法。第6 章介紹了針對約束多變數 系統的實用預測控制算法和線上最佳化的分解算法。第7 章給出了非線性系統預 測控制的一般描述及若干典型算法。第8 章介紹了預測控制在控制結構、最佳化 命題、最佳化策略等方面的多樣化發展。第9 章闡述了預測控制定性綜合理論的 基本理念和穩定/ 魯棒預測控制器綜合的代表性方法。第10 章介紹了預測控制 的套用概況和典型案例,指出了預測控制原理的推廣潛力,並展望了預測控制發 展的方向。 本書保持了1993 年初版的整體結構,但對內容作了較全面的補充和調整,重 點是加強預測控制實際套用環境、算法與實例的介紹,增加預測控制理論研究的 主要分支與基本思路的介紹,從代表性、新穎性、實用性角度出發調整預測控制 算法和策略的介紹,從而使其更準確地反映預測控制最基本的內容和最新的研 究水平。 全書分別從總體概念、基礎算法及理論分析、實用算法及套用技術諸側面描繪 了預測控制的全貌,各部分相互滲透,有機結合,有助於讀者正確認識預測控制的 核心理念和方法,在較高的視野上拓寬研究和套用預測控制的思路。書中內容取 材遵循了普及與提高相結合的原則,適合於不同讀者的需要,既有助於從事各領域 最佳化控制的廣大工程技術人員熟悉和套用這一有效的先進控制技術,也為高校師 生和科研工作者研究預測控制的理論、方法和策略提供了參考。
作品目錄
第1 章預測控制的發展歷史及基本原理 1
1. 1預測控制的產生與發展 1
1. 2預測控制的基本方法原理 4
1. 3預測控制的主要研究內容 8
第2 章幾種典型的預測控制算法 10
2. 1基於階躍回響的動態矩陣控制 10
2. 2基於隨機離散模型的廣義預測控制 17
2. 3基於狀態方程的預測控制 23
2. 4小結 28
第3 章動態矩陣控制算法的內模控制結構分析 29
3. 1內模控制結構及其性質 29
3. 2動態矩陣控制算法的內模控制結構 32
3. 3關於控制器的討論 36
3. 3. 1控制器的穩定性 36
3. 3. 2一步預測最佳化策略下的控制器 41
3. 3. 3具有純滯後對象的控制器 42
3. 4關於濾波器的討論 43
3. 4. 13 種反饋校正策略及相應的濾波器 43
3. 4. 2濾波器對系統魯棒穩定性的影響 47
3. 5小結 49
第4 章預測控制系統性能的定量分析 51
4. 1基於Kleinman 控制器的廣義預測控制穩定性分析 52
4. 2預測控制系統開、閉環特徵多項式係數變換 56
4. 2. 1廣義預測控制在內模控制結構下的控制器 57
4. 2. 2動態矩陣控制和廣義預測控制控制律的一致性 61
4. 3基於係數變換的預測控制系統性能分析 65
4. 4小結 72
第5 章預測控制系統的參數整定與設計 73
5. 1動態矩陣控制基於趨勢性分析的參數整定 74
5. 2一階加純滯後對象預測控制的解析設計 83
5. 2. 1閉環特徵多項式和穩定性 85
5. 2. 2閉環系統的動態特性 86
5. 2. 3解析設計的步驟 88
5. 3典型振盪過程預測控制的解析設計 90
5. 3. 1控制不加權時的閉環性能分析 92
5. 3. 2控制加權時的閉環性能分析 96
5. 4小結 98
第6 章多變數系統的預測控制 100
6. 1多變數系統的動態矩陣控制 100
6. 2有約束多變數預測控制的線上最佳化 107
6. 2. 1基於矩陣求逆分解的約束最佳化算法 109
6. 2. 2基於二次規劃的約束最佳化算法 112
6. 3多變數預測控制線上最佳化的分解算法 116
欲
6. 3. 1基於分解—協調的遞階預測控制 117
6. 3. 2分散式預測控制 121
6. 3. 3分散預測控制 124
6. 3. 4幾種最佳化分解算法的比較 126
6. 4小結 129
第7 章非線性系統的預測控制 130
7. 1非線性系統預測控制問題的一般描述 130
7. 2分層預估疊代的非線性預測控制 134
7. 3基於輸入輸出線性化的非線性預測控制 136
7. 4基於模糊聚類的多模型預測控制 142
7. 5神經網路預測控制 149
7. 6基於廣義卷積模型的非線性預測控制 152
7. 7哈默斯坦系統的非線性預測控制 154
7. 8小結 156
第8 章預測控制算法和策略的多樣化發展 158
8. 1具有前饋—反饋結構的預測控制 158
8. 2串級預測控制 161
8. 3無窮範數最佳化的預測控制 165
8. 4有約束多目標多自由度最佳化的滿意控制 168
8. 5預測控制的輸入參數化方法 174
8. 5. 1最佳化變數的分塊策略 174
8. 5. 2預測函式控制 176
8. 6預測控制線上最佳化變數的集結 178
8. 6. 1預測控制線上最佳化變數集結的一般框架 178
8. 6. 2具有性能保證的線上最佳化變數集結 180
8. 7小結 190
第9 章預測控制的定性綜合理論 191
9. 1預測控制定性綜合理論的基本思路 192
9. 1. 1預測控制與最優控制的關係 192
9. 1. 2線上開環最佳化的無窮時域近似 193
9. 1. 3滾動最佳化中相鄰時刻性能指標的聯繫 195
9. 1. 4不變集和線性矩陣不等式 197
9. 2穩定預測控制器的綜合 200
9. 2. 1終端零約束預測控制 200
9. 2. 2帶有終端代價函式的預測控制 201
9. 2. 3帶有終端集約束的預測控制 206
9. 2. 4預測控制穩定性一般條件與次優性分析 210
9. 3魯棒預測控制器的綜合 214
9. 3. 1多胞描述不確定性系統的魯棒預測控制 214
9. 3. 2魯棒預測控制器綜合的難點與解決方案 219
9. 4小結 235
第10 章預測控制的套用及發展前景 236
10. 1預測控制在工業過程中的套用 236
10. 1. 1預測控制的工業套用及軟體發展概況 236
10. 1. 2預測控制在工業過程最佳化中的定位及實施 240
10. 1. 3煉油廠加氫裂化單元的動態矩陣控制 248
10. 2預測控制在其它領域的套用 253
10. 2. 1天然氣傳輸網路的線上最佳化 254
10. 2. 2預測控制在汽車自適應航跡控制中的套用 259
育
10. 2. 3預測控制原理在套用中的普適性和靈活性 264
10. 3預測控制面臨的挑戰問題及發展前景 271
10. 3. 1預測控制面臨的挑戰問題 271
10. 3. 2預測控制的發展前景 274
10. 4小結 278
參考文獻 279
附錄 284
編後語 285"
作品影響
該書獲得第五屆中華優秀出版物提名獎。
版本信息
書名預測控制（第2版）
書號978-7-118-08919-6
作者席裕庚
出版時間2013年12月
譯者
•版次2版1次
•開本16
•裝幀精裝
•出版基金國防科技圖書出版基金
•頁數287
•字數334
•中圖分類TP273
•叢書名
•定價68.00
