Optimal Control

研究动机:
约束条件下达到最优的系统表现

单输入单输出系统(SISO)

notion image
定义误差:
定义代价函数(cost function)
其中,q和r是我们可以调节的参数,决定了系统在最优化的过程中我们更看重哪个方面的表现
  • ,优先减小系统的输入
  • ,看重误差

多输入多输出系统(MIMO)

同理,定义代价函数

Optimal Control的具体例子

notion image
例子中:
称为调节矩阵
为权重系数

Model Predictive Control

通过模型来预测系统在某一未来时间段内的表现来进行优化控制。 多采用离散状态空间的表达

3 Steps:

  • Step1:在k时刻估计/测量当前的系统状态
  • Step2:基于来进行最优化
    • notion image
      预测区间:Predictive Horizon 控制区间:Control Horizon
  • Step3:每一次行动只取,最后将窗口后移一个时间单位,进行新一轮的预测
    • Receding Horizon Control:滚动优化控制
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