面向切换拓扑分布式大规模系统的分布式切换模型预测控制
系统与控制
2021-12-21 v1 系统与控制
摘要
分布式切换大规模系统由动态耦合子系统组成，其中子系统间的交互随名为切换信号的外生输入信号随时间变化。本文提出一种分布式鲁棒切换模型预测控制（DSwMPC）来控制此类受局部状态与输入约束的系统。所提方法保证整个闭环系统原点稳定，并在未知切换信号存在下确保约束满足。在本工作使用的分布式模型预测控制（DMPC）中，通过将子系统间交互视为加性扰动，切换的影响反映在标称子系统的动态方程、局部及一致性约束集上。在 DSwMPC 中，为补偿产生时变网络拓扑的切换信号影响，采用以切换鲁棒控制不变（switchRCI）集作为对未知模式切换鲁棒的目标集的鲁棒管道切换模型预测控制（RSwMPC）作为局部控制器。该方案性能通过三个典型示例评估。第一个示例中，切换时间先验未知，但后续邻域集假设先验已知。第二与第三种情况中，两者均假设先验未知。仿真结果表明，所提 DSwMPC 始终满足输入与状态约束。它们也验证了闭环系统收敛至原点。此外，DSwMPC 与集中式 SwMPC（CSwMPC）和分散式 SwMPC（DeSwMPC）的比较显示，DSwMPC 优于 DecSwMPC，且 CSwMPC 下的响应曲线形状与 DSwMPC 所得非常相似。
引用
@article{arxiv.2112.10075,
title = {Distributed switched model-based predictive control for distributed large-scale systems with switched topology},
author = {Morteza Alinia Ahandani and Hamed Kharrati and Farzad Hashemzadeh and Mahdi Baradarannia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10075},
year = {2021}
}