理论、计算与设计视角下的模型预测控制（James...）

简介：
本讲座由James教授主讲，聚焦于从理论基础到实际应用的模型预测控制技术，探讨其在工程中的广泛应用，并深入分析最新研究进展和未来发展方向。 《Model Predictive Control：理论、计算与设计》第二版由James B. Rawlings, David Q. Mayne 和 Moritz M. Diehl 编著。 第一章是入门级内容，适用于尚未修读系统课程的工程学研究生。同时，对于已经完成第一门研究生系统课程的学生来说，这一章通过仅使用可扩展到后续章节中的非线性和约束情况下的论据来推导所有线性二次调节器和最优卡尔曼滤波的结果。 第二至第四章是基础内容，在任何MPC（模型预测控制）的研究生课程中都应涵盖。第二章涵盖了针对非线性和受限系统的零点调节，它以统一的方式呈现了过去20年在该领域的主要研究进展，并包含了诸如不可达设定值调节等新兴主题。 第三章节讨论了为提高鲁棒性而设计MPC的方法，重点是使用轨迹管或轨迹束代替单一名义轨迹。第四章侧重于状态估计，主要介绍移动地平线估测法，但也涵盖了扩展卡尔曼滤波、非中心卡尔曼滤波和粒子滤波等内容。 第五至第七章节则探讨了更加专门化的主题。例如：基于输出测量而非状态测量的MPC的需求；如何为由许多较小相互作用子系统组成的大型系统设计分布式MPC控制器；以及显式最优控制在受限线性系统的应用等，这三个章节的选择可以根据教师或学生的个人研究兴趣进行调整。 书后附有三个附录以确保读者不会因寻找基础论证而查阅大量文献。其中：附录A涵盖了所需数学背景知识； 附录B总结了用于稳定性分析的结果，包括各种类型的稳定性和李雅普诺夫函数理论；由于MPC是一种基于优化的控制器，所以附录C则覆盖了相关优化理论结果。