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Finite control set model predictive control with limit cycle stability guarantees

delete2025-08-08
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OA
AI
D
Duo Xu
M
Mircea Lazar *
DOI:10.1016/j.automatica.2025.112507delete
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摘要

摘要

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本文研究了离散时间切换仿射系统的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)设计。现有的FCS-MPC方法通常追求实际稳定性保证,以确保收敛到包含期望稳态的一个有界不变集。因此,当前FCS-MPC方法由于有限控制输入之间的任意切换,导致不可预测的稳态行为。受此启发,我们提出了一种FCS-MPC设计,旨在通过合适的代价函数使与期望输出参考兼容的稳态极限环稳定化。我们给出了以周期性终端代价和有限控制集控制律为条件的条件,以保证所开发的极限环FCS-MPC算法的渐近稳定性。此外,我们以周期性终端集为条件,推导出极限环FCS-MPC的递归可行性条件,并提供了计算包含期望稳态极限环的椭球和凸多面体周期不变集的系统方法。与现有用于连续控制集跟踪MPC的周期性终端条件相比,我们使用有限控制集设计了并计算了终端条件。所提出的方法论在切换系统和电力电子基准示例中得到了验证。
Keyword:
Switched affine systems
Limit cycle stability
Finite control set
Model predictive control
Power electronics

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Automatica
IF:
5.9
论文数:
1.2W
被引数:
5.2W

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