Design and Implementation of a Model Predictive Control System Using...

简介：
本论文设计并实现了一种基于模型预测控制（MPC）的控制系统。通过理论分析和实验验证了该系统的有效性和稳定性，为工业自动化提供了新的解决方案。 本书《Model Predictive Control System Design and Implementation Using MATLAB 2009》详细介绍了模型预测控制（MPC）的系统设计与实现方法，并使用MATLAB 2009作为主要工具进行阐述。书中不仅深入探讨了MPC的核心概念，还涵盖了诸如控制、MATLAB和MPC等关键词及相关高级控制技术主题。 作为一种先进的控制系统策略，MPC通过在每个时间步长解决一个在线优化问题来预测未来一段时间内的系统行为，并据此计算出当前最优的控制动作。这种方法特别适合处理多变量且受约束的问题，在工业过程控制、航天器导航及车辆动力学等领域得到了广泛应用。 模型精度是影响MPC性能的关键因素之一，因此本书深入探讨了如何建立和验证系统的动态特性模型——这些模型可以是线性的也可以是非线性的。此外，书中还强调了处理系统运行限制的重要性，以确保实现既安全又高效的控制策略。 MATLAB因其强大的数学计算能力和丰富的控制系统工具箱而成为MPC设计的首选平台之一。本书详细介绍了如何利用Model Predictive Control Toolbox等资源来简化控制器的设计过程，并提供了有关选择和配置关键参数（如预测时域、控制时域及权重系数）的具体指导，还涵盖了仿真环境搭建以及在实际硬件上部署控制器的方法。 除了基础理论外，书中可能还会探讨与MPC相关的高级主题，例如鲁棒控制、自适应控制、最优控制和非线性控制等。这些内容对于理解和解决复杂工业环境中出现的问题至关重要，并且代表了当前研究领域的前沿方向。 此外，《Model Predictive Control System Design and Implementation Using MATLAB 2009》还可能包含多个案例分析，以展示MPC在实际应用中的效果及其工作原理。通过这样的实例学习，读者可以更好地掌握如何将理论知识转化为实践操作能力，并能在各自的领域内有效利用MPC策略。 总的来说，《Model Predictive Control System Design and Implementation Using MATLAB 2009》为控制系统工程师和研究人员提供了一个全面的学习资源库，使他们能够深入了解并熟练应用模型预测控制技术。