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第1章 网络化分布式系统的研究现状1

1.1 背景2

1.2 网络化分布式系统预测控制研究现状4

1.2.1 网络化滚动时域估计的研究现状4

1.2.2 分布式预测控制的研究现状及分类5

1.3 本书的主要内容8

参考文献9

第2章 具有随机丢包的网络化系统的滚动时域状态估计13

2.1 概述14

2.2 具有反馈通道丢包的网络化系统的滚动时域状态估计15

2.2.1 问题描述15

2.2.2 网络化滚动时域状态估计器设计17

2.2.3 估计器的性能分析20

2.2.4 数值仿真26

2.3 具有两通道丢包的网络化系统的滚动时域状态估计30

2.3.1 问题描述30

2.3.2 网络化滚动时域状态估计器设计32

2.3.3 估计器的性能分析36

2.3.4 数值仿真40

2.4 本章小结46

参考文献47

第3章 网络化系统的预测控制器设计49

3.1 概述50

3.2 具有有界丢包的网络化控制系统的预测控制51

3.2.1 网络化控制系统的建模52

3.2.2 基于终端凸集约束的网络化预测控制器设计55

3.2.3 网络化预测控制器的可行性与稳定性分析59

3.2.4 数值仿真63

3.3 具有控制输入量化的网络化控制系统的鲁棒预测控制67

3.3.1 网络化控制系统的建模67

3.3.2 稳定性分析和鲁棒预测控制器设计70

3.3.3 数值仿真84

3.4 本章小结88

参考文献89

第4章 具有通信约束的网络化系统的滚动时域调度91

4.1 概述92

4.2 网络化滚动时域调度93

4.2.1 问题描述93

4.2.2 滚动时域调度策略95

4.3 网络化控制系统的滚动时域状态估计99

4.4 网络化滚动时域估计器的性能分析101

4.5 数值仿真与物理实验106

4.5.1 数值仿真106

4.5.2 双容液位系统实验110

4.6 本章小结117

参考文献117

第5章 局部性能指标的分布式预测控制119

5.1 概述120

5.2 基于纳什最优的分布式预测控制121

5.2.1 分布式预测控制器设计121

5.2.2 性能分析122

5.2.3 局部通信故障下一步预测优化策略的性能分析125

5.2.4 仿真实例130

5.3 保证稳定性的约束分布式预测控制135

5.3.1 问题描述135

5.3.2 分布式预测控制设计136

5.3.3 性能分析142

5.3.4 仿真实例149

5.4 本章小结152

参考文献153

第6章 协调分布式系统预测控制155

6.1 概述156

6.2 非迭代协调分布式预测控制157

6.2.1 状态、输入耦合分布式系统157

6.2.2 局部预测控制器设计158

6.2.3 性能分析162

6.2.4 仿真实例166

6.3 保证稳定性的约束协调分布式预测控制171

6.3.1 分布式系统描述171

6.3.2 局部预测控制器设计172

6.3.3 性能分析176

6.3.4 仿真实例182

6.4 本章小结186

参考文献186

第7章 通信约束下的分布式系统预测控制188

7.1 概述189

7.2 基于作用域优化的分布式预测控制190

7.2.1 状态、输入耦合分布式系统190

7.2.2 局部预测控制器设计191

7.2.3 性能分析200

7.2.4 数值结果205

7.3 高灵活性的分布式模型预测控制211

7.3.1 分布式系统描述212

7.3.2 局部预测控制器设计213

7.3.3 性能分析219

7.3.4 仿真实例225

7.4 本章小结233

参考文献233

第8章 应用实例：加速冷却过程的分布式模型预测控制235

8.1 概述236

8.2 加速冷却过程237

8.2.1 加速冷却过程工艺及装置仪表237

8.2.2 加速冷却过程模拟平台239

8.2.3 工艺控制要求241

8.3 装置热平衡方程242

8.4 基于优化目标再计算的分布式预测控制244

8.4.1 子系统优化目标再计算245

8.4.2 子系统状态空间模型246

8.4.3 扩展Kalman全局观测器249

8.4.4 局部预测控制器250

8.4.5 局部状态预估器253

8.4.6 局部控制器迭代求解算法253

8.5 模拟平台算法验证254

8.6 本章小结259

参考文献259

索引261