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离散时间分数阶系统的稳定模型预测控制。 (英语) Zbl 1351.93056号

摘要:本文针对分数阶离散时间约束系统,提出了一种模型预测控制方案。我们证明了约束是满足的,并规定了原点是受控系统渐近稳定平衡点的条件。采用原始无穷维动力学的有限维近似,其近似误差可以变得任意小。利用近似动力学设计了一种基于管的模型预测控制器,该控制器将系统状态控制到受控尺寸原点附近。最后导出了MPC控制系统的稳定性条件,这些条件是可计算的,并考虑了分数阶系统的无穷维性质以及状态和输入约束。该控制方法保证了离散分数阶系统的渐近稳定性、满足规定的约束条件和递归可行性。

MSC公司:

93B40码 系统理论中的计算方法(MSC2010)
93C55美元 离散时间控制/观测系统
93D20型 控制理论中的渐近稳定性
39A99号 差分方程

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参考文献:

[2] 博伊德,S。;Vandenberghe,L.,《凸优化》(2009),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社
[3] Busłowicz,M.(马里兰州)。;Kaczorek,T.,正分数阶离散线性系统实际稳定性的简单条件,国际应用数学与计算机科学杂志,19,2,263-269(2009)·Zbl 1167.93019号
[4] 克拉克,T。;Narahari Achar,B.N。;Hanneken,J.W.,Mittag-Lefler函数和传输线,分子液体杂志,114,1-3,159-163(2004)
[5] 邓,Z。;曹,H。;李,X。;姜杰。;杨,J。;秦勇,固体氧化物燃料电池输出功率分数阶动态模型的广义预测控制,《电源杂志》,195,24,8097-8103(2010)
[6] Diehl,M。;Bjornberg,J.,约束不确定系统的最小最大模型预测控制的鲁棒动态规划,IEEE自动控制汇刊,49,12,2253-2257(2004)·Zbl 1365.93131号
[7] Dokoumetzidis,A。;Macheras,P.,《控释制剂的IVIVC:失效的生理动力学原因》,《控释放杂志》,129,2,76-78(2008)
[8] Dokoumetzidis,A。;Macheras,P.,《生物制药科学中速率概念的变化面:从经典到分形,最后到分数》,《药学研究》,28,5,1229-1232(2011)
[9] Dokoumetzidis,A。;马金,R。;Macheras,P.,《多组分系统中的分数动力学》,《药物动力学和药效动力学杂志》,37,5,507-524(2010)
[10] Duan,G.-R.,广义线性系统的分析与设计(2010),Springer:Springer纽约·Zbl 1227.93001号
[11] Gritzmann,P。;Sturmfels,B.,《多面体的Minkowski加法:计算复杂性及其在Gröbner基上的应用》,SIAM离散数学杂志,6,2,246-269(1993)·兹伯利0798.68157
[12] Guermah,S。;Djennoune,S。;Bettayeb,M.,线性离散时间分数阶系统稳定性分析的新方法,(Baleanu,D.;Guvenc,Z.B.;Machado,J.A.T.,纳米技术和分数阶微积分应用的新趋势(2010),施普林格:施普林格荷兰),151-162·Zbl 1206.93095号
[13] Guerman,S。;Djennoune,S。;Bettayeb,M.,《离散时间分数阶系统:建模和稳定性问题》(Mahmoud,M.S.,离散时间系统进展(2012),Intech出版物)
[14] 郭,G。;李凯。;Wang,Y.,有限域和半无限域中修正分数扩散方程的精确解,Physica a.统计力学及其应用,417,1193-201(2015)
[15] Hilfer,R.,《分数阶微积分在物理学中的应用》(2000),《世界科学:世界科学新加坡》·Zbl 0998.26002号
[17] Kurzhanski,A.B。;Alyi,I.V.,估计和控制的椭圆体演算(1997),Birkhäuser:Birkháuser Boston·Zbl 0865.93001号
[18] Kytariolos,J。;Dokoumetzidis,A。;Macheras,P.,幂律IVIVIVC:分数动力学在药物释放和吸收中的应用,《欧洲药物科学杂志》,41,299-304(2010)
[20] Magin,R.L.,生物组织复杂动力学的分数阶微积分模型,计算机与数学应用,59,5,1586-1593(2010)·Zbl 1189.92007年9月
[21] 理查德·马金(Richard Magin);Manuel D.Ortigueira。;波德鲁布尼,伊戈尔;Juan Trujillo,《分数信号与系统》,信号处理,91,3,350-371(2011)·Zbl 1203.94041号
[22] D.Q.梅恩。;罗林斯,J.B。;拉奥,C.V。;Scokaert,P.O.M.,《约束模型预测控制:稳定性和优化》,Automatica,36789-814(2000)·Zbl 0949.93003号
[23] 梅斯奎因,F。;Hmamed,A。;Benhayoun,M。;Benzaouia,A。;Tadeo,F.,约束不确定连续分式正系统的鲁棒镇定,富兰克林研究所杂志,352,1,259-270(2015)·Zbl 1307.93355号
[24] Pereira,L.M.,医学中的分形药代动力学、计算和数学方法,11,161-184(2010)·Zbl 1202.92032号
[25] Podlubny,I.(分数微分方程。分数微分方程,科学与工程数学,第198卷(1999),学术出版商:加州圣地亚哥学术出版商)·Zbl 0918.34010号
[26] Raković,S.V。;科里根,E.C。;库拉马斯,K.I。;Mayne,D.Q.,最小鲁棒正不变集的不变逼近,IEEE自动控制学报,50,3,406-410(2005)·Zbl 1365.93122号
[27] 罗林斯,J.B。;Mayne,D.Q.,《模型预测控制:理论与设计》(2009年),Nob Hill出版社
[28] Rhouma,A。;Bouani,F.,不确定分数阶系统的鲁棒模型预测控制:热应用,IET控制理论与应用,8171986-1994(2014)
[30] Rockafellar,R.T。;Wets,Roger J.-B.(变分分析。变分分析,Grundlehren der mathematischen wissenschaften(1998),Springer:Springer-Dordrecht)·兹比尔0888.49001
[31] 罗梅罗,M。;阿拉巴马州马德里。体育。;马尼奥索,C。;Berlinches,R.H.,任意实数阶的广义预测控制,(Baleanu,D.;Guvenc,Z.B.;Machado,J.A.T.,纳米技术和分数微积分应用的新趋势(2010),施普林格:施普林格荷兰),411-418·Zbl 1206.93041号
[32] 罗梅罗,M。;阿拉巴马州马德里。体育。;马尼奥索,C。;米兰,V。;Vinagre,B.M.,分数阶广义预测控制:汽油推进汽车低速控制的应用,工程数学问题,2013,1-10(2013)
[35] Samko,S。;基尔巴斯,A。;Marichev,O.,分数积分和导数(1993),Gordon&Breach科学出版社·Zbl 0818.26003号
[37] Sopasakis,P。;帕特里诺斯,P。;Sarimveis,H.,采样数据线性系统的MPC:保证连续时间正不变性,IEEE自动控制学报,59,4,1088-1093(2013)·Zbl 1360.93409号
[39] Vinagre,B.M。;波德鲁布尼,I。;埃尔南德斯,A。;Feliu,V.,控制理论和应用中使用的分数阶算子的一些近似,分数微积分与应用分析,3,3,231-248(2000)·Zbl 1111.93302号
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