یک رویکرد مبتنی بر نامساوی ماتریسی خطی برای طراحی کنترل پیش‌بین مقاوم در سیستم‌های غیرخطی دارای عدم‌قطعیت و محدودیت در ورودی کنترل

در این مقاله، کنترل پیش بین مقاوم برای یک سیستم غیرخطی دارای عدم قطعیت و محدودیت سیگنال ورودی طراحی شده است. برای این منظور، ابتدا یک سیستم دینامیکی با وجود عدم قطعیتهای همزمان جمع شونده و چند وجهی در نظر گرفته میشود. برای طراحی کنترل پیشبین، رفتار دینامیکی سیستم با استفاده از یک مدل نامی پیش بینی میشود؛ سپس، در لحظات معلومی از زمان، سینگال ورودی به گونه ای تعیین میشود که یک تابع هزینه معلوم کمینه شود. برای بهینه شدن تابع هزینه، در لحظات معینی از زمان، یک قانون کنترل به فرم فیدبک حالت انتخاب میشود. در نتیجه، مساله طراحی کنترل پیشبین مقاوم به انتخاب مناسب بهره فیدبک منجر میشود. در نهایت، مساله طراحی کنترل پیشبین به یک مساله کمینه سازی با وجود قیدهای نامساوی ماتریسی خطی تبدیل میشود. با حل عددی این مساله، میتوان بهره قانون کنترل فیدبک حالت را تعیین نمود. روش کنترل بدست آمده در یک سیستم مرتبه دوم دارای عدم قطعیت و محدودیت ورودی شبیه سازی و عملکرد آن با کنترل کننده های دیگر مقایسه میشود. نتایج شبیه سازی انجام شده، اثربخش بودن قانون کنترل پیشنهادی را در مقایسه با روش های موجود نشان میدهد.

A Linear Matrix Inequality Approach to Design Robust Model Predictive Control for Nonlinear Uncertain Systems Subject to Control Input Constraint

In this paper, a robust model predictive control (MPC) algorithm is designed for nonlinear uncertain systems in presence of the control input constraint. To achieve this goal, first, the additive and polytopic uncertainties are formulated in the nonlinear uncertain system. Then, the control policy is chosen as a state feedback control law in order to minimize a given cost function at each known sampletime. Finally, the robust MPC problem is transformed into another optimization problem subject to some linear matrix inequality (LMI) constraints. The controller gains are determined via the online solution of the proposed minimization problem in realtime. The suggested method is simulated for a second order nonlinear uncertain system. The closedloop performance is compared to other control techniques. The simulation results show the effectiveness of the proposed algorithm compared to some existing control methods.