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约束线性参数变化系统的直接数据驱动控制:一种分层方法

最优化与控制 2018-06-19 v3

摘要

在许多非线性控制问题中,被控对象可以由一个线性模型准确描述,该模型的运行点取决于某些可测变量,称为调度信号。当需要从一组数据推导开环被控对象的此类线性参数变化(LPV)模型时,在设计控制器之前,会在模型的参数化、估计和验证方面出现若干问题。此外,在 LPV 背景下,建模误差如何影响闭环性能在很大程度上仍属未知。本文提出了一种直接数据驱动控制方法,无需推导被控对象的模型即可直接从数据设计 LPV 控制器。该方法的主要思想是采用分层控制架构,其中内层控制器被设计为匹配一个简单且预先指定的闭环行为。随后,综合一个外层模型预测控制器以处理输入/输出约束并提升内环的性能。通过一个仿真实验和一个物理实验示例阐明了该方法的有效性。此外,还讨论了实际实现中的相关问题。

关键词

引用

@article{arxiv.1609.04447,
  title  = {Direct data-driven control of constrained linear parameter-varying systems: A hierarchical approach},
  author = {Dario Piga and Simone Formentin and Alberto Bemporad},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1609.04447},
  year   = {2018}
}

备注

Preliminary version of the paper "Direct data-driven control of constrained systems" published in the IEEE Transactions on Control Systems Technology