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第1章 绪论 1

1.1模型预测控制概况 1

1.2模型预测控制的可行性和稳定性分析 5

1.3显式模型预测控制概况 6

参考文献 9

第一部分 基础知识 12

第2章 凸优化问题 12

2.1凸集 12

2.2多胞形 16

2.3函数 28

2.4凸优化 29

2.5总结 33

参考文献 33

第3章 多参数规划理论 35

3.1概述 35

3.2多参数非线性规划 35

3.3多参数线性规划 36

3.4多参数二次规划 47

3.5多参数混合整数线性规划 54

3.6多参数混合整数二次规划 56

参考文献 58

第4章PWA系统 59

4.1概述 59

4.2不变集理论 60

4.3稳定性分析 67

4.4总结 77

参考文献 78

第二部分 算法及应用：线性系统 80

第5章 约束线性系统的显式模型预测控制 80

5.1概述 80

5.2多参数规划在控制上的有效计算 81

5.3约束系统的鲁棒低复杂度反馈控制 91

5.4有效隶属集测试 98

5.5总结 107

参考文献 108

第6章 约束线性系统显式模型预测控制应用仿真研究 111

6.1板球系统 111

6.2直线倒立摆系统 112

6.3车辆四轮转向系统 118

参考文献 123

第三部分 算法及应用：PWA系统 126

第7章PWA系统的显式模型预测控制 126

7.1概述 126

7.2 PWA系统稳定化控制器的构造 127

7.3 PWA系统最优控制器的计算 129

7.4 PWA系统的低复杂度反馈控制 134

7.5总结 141

参考文献 141

第8章PWA系统预测控制的仿真研究 143

8.1DC-DC降压型变换器显式模型预测控制 143

8.2电机系统显式模型预测控制 159

8.3网络控制系统的丢包问题 168

参考文献 173

第四部分 实验 176

第9章 显式模型预测控制系统半实物仿真实验 176

9.1引言 176

9.2 EMPC算法在xPC半实物仿真平台上实现的整体架构 176

9.3建立EMPC控制系统的Matlab控制模型与Simulink控制模型 177

9.4系统状态分区及对应分区上的显式线性规律结构 179

9.5 S Function接口函数的结构 179

9.6 EMPC算法xPC半实物仿真目标可执行文件编译流程 180

9.7控制效果 180

参考文献 182

第10章 基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制算法实现 183

10.1引言 183

10.2选择ARM-Linux平台作为实物仿真平台的原因 183

10.3建立Matlab控制模型 184

10.4 EMPC算法在ARM-Linux平台实现的整体架构 184

10.5系统状态分区及其对应分区上的显式线性规律的数据结构 186

10.6接口函数mpt_getInput的结构 188

10.7 ARM-Linux平台下的实际控制程序结构 190

10.8控制效果 191

参考文献 192

第11章 显式模型预测控制在线计算中的点定位算法 194

11.1点定位算法简介 194

11.2点定位算法基础 195

11.3点定位经典算法与优化算法 195

11.4算法实验对比分析 207

参考文献 208

第12章 三自由度直升机的显式模型预测控制 210

12.1引言 210

12.2 Quanser三自由度直升机系统结构和数学模型 210

12.3三自由度直升机的显式模型预测控制 214

12.4调节 218

12.5跟踪 227

参考文献 234

第13章 多胞体近似显式模型预测控制 235

13.1引言 235

13.2双描述法 235

13.3重心函数法 240

13.4多胞体近似显式模型预测控制的控制律 242

13.5多胞体近似显式模型预测控制算法的性能分析 244

13.6三自由度直升机的多胞体近似显式模型预测控制 251

13.7总结 255

参考文献 255