具有循环稳态系统的多阶段经济模型预测控制：天然气网络案例研究
系统与控制
2025-03-07 v1 系统与控制
摘要
多阶段模型预测控制（MPC）为具有不确定性和ersetpoint 跟踪目标的动态系统提供稳健的控制策略。此外，将 MPC 扩展以最小化经济成本而非跟踪预计算的最优 setpoint，可显著提升控制器性能。本文构建了一种直接最小化经济目标函数的多阶段经济 MPC 框架。该框架针对具有循环稳态（CSS）的系统进行扩展，通过采用基于 Lyapunov 的稳定性约束来保证系统稳定。将该多阶段经济 MPC 框架在两个天然气网络案例研究中进行验证，以最小化气体输送期间的净能源消耗。在两种情况下，多阶段经济 MPC 均能有效管理不确定的需求，防止约束违规，并引导网络达到其最优的循环运行条件。两种情况下，Lyapunov 函数均保持有界，验证了控制器的稳健性。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.04622,
title = {Multistage Economic MPC for Systems with a Cyclic Steady State: A Gas Network Case Study},
author = {Sakshi S. Naik and Lavinia M. Ghilardi and Robert B. Parker and Lorenz T. Biegler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.04622},
year = {2025}
}