Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems
Various technical and other systems can be modeled with reasonable accuracy as linear systems. This approach forms the basis of the well-known and widely accepted control theory, whose mathematical apparatus is indispensable when it comes to controlling a system. Although the importance of this appr...
Saved in:
| Published in: | Проблемы управления и информатики |
|---|---|
| Date: | 2022 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/210885 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems / M. Mishchenko // Проблеми керування та інформатики. — 2022. — № 3. — С. 22-36. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862707442961350656 |
|---|---|
| author | Mishchenko, M. |
| author_facet | Mishchenko, M. |
| citation_txt | Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems / M. Mishchenko // Проблеми керування та інформатики. — 2022. — № 3. — С. 22-36. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы управления и информатики |
| description | Various technical and other systems can be modeled with reasonable accuracy as linear systems. This approach forms the basis of the well-known and widely accepted control theory, whose mathematical apparatus is indispensable when it comes to controlling a system. Although the importance of this approach is hard to overestimate, the long history of research in this direction has shown some of its drawbacks that can interfere with its application in different ways. For example, it does not allow for the inclusion of control signal magnitude constraints in the system model. As a result, engineers are forced to manually adjust the controller parameters in each case separately to satisfy these constraints.
Різноманітні технічні та інші системи можуть бути змодельовані із пристойною точністю як лінійні системи. Цей підхід є основою давно відомої і загальноприйнятої теорії керування, математичний апарат якої є невід'ємним, коли потрібно керувати деякою системою. Хоча важливість цього підходу важко недооцінити, тривала історія досліджень у цьому напрямку показала деякі його недоліки, які можуть у різні способи заважати його застосуванню. Наприклад, він не дозволяє включити обмеження на величину керуючого сигналу у модель системи. Через це інженери змушені вручну підлаштовувати параметри контролера в кожному випадку окремо, аби задовольнити ці обмеження. Дана стаття присвячена розробці альтернативного алгоритму керування на основі підходу керування за прогнозною моделлю. Його основна ідея полягає у тому, щоб генерувати послідовності керування шляхом розв'язання задачі оптимізації, цільова функція якої залежить від передбаченого майбутнього стану. Це дозволяє генерувати швидкі стабілізаційні траєкторії без додаткового підлаштовування алгоритму за рахунок використання еволюційного рівняння класичної лінійної системи як предиктора майбутнього стану, а обмежень на керування — як обмежень задачі оптимізації. Змістовно задана цільова функція критично необхідна, аби цей алгоритм працював належним чином. Як виявилося, задати цільову функцію з достатньо добрими властивостями є нетривіальною задачею. У даній статті застосовано сучасний нестандартний аналіз, аби зробити це можливим.
|
| first_indexed | 2026-03-19T04:20:38Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-210885 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0572-2691 |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-19T04:20:38Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Mishchenko, M. 2025-12-20T09:15:15Z 2022 Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems / M. Mishchenko // Проблеми керування та інформатики. — 2022. — № 3. — С. 22-36. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. 0572-2691 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/210885 519.85::[517+511] 10.34229/2786-6505-2022-3-2 Various technical and other systems can be modeled with reasonable accuracy as linear systems. This approach forms the basis of the well-known and widely accepted control theory, whose mathematical apparatus is indispensable when it comes to controlling a system. Although the importance of this approach is hard to overestimate, the long history of research in this direction has shown some of its drawbacks that can interfere with its application in different ways. For example, it does not allow for the inclusion of control signal magnitude constraints in the system model. As a result, engineers are forced to manually adjust the controller parameters in each case separately to satisfy these constraints. Різноманітні технічні та інші системи можуть бути змодельовані із пристойною точністю як лінійні системи. Цей підхід є основою давно відомої і загальноприйнятої теорії керування, математичний апарат якої є невід'ємним, коли потрібно керувати деякою системою. Хоча важливість цього підходу важко недооцінити, тривала історія досліджень у цьому напрямку показала деякі його недоліки, які можуть у різні способи заважати його застосуванню. Наприклад, він не дозволяє включити обмеження на величину керуючого сигналу у модель системи. Через це інженери змушені вручну підлаштовувати параметри контролера в кожному випадку окремо, аби задовольнити ці обмеження. Дана стаття присвячена розробці альтернативного алгоритму керування на основі підходу керування за прогнозною моделлю. Його основна ідея полягає у тому, щоб генерувати послідовності керування шляхом розв'язання задачі оптимізації, цільова функція якої залежить від передбаченого майбутнього стану. Це дозволяє генерувати швидкі стабілізаційні траєкторії без додаткового підлаштовування алгоритму за рахунок використання еволюційного рівняння класичної лінійної системи як предиктора майбутнього стану, а обмежень на керування — як обмежень задачі оптимізації. Змістовно задана цільова функція критично необхідна, аби цей алгоритм працював належним чином. Як виявилося, задати цільову функцію з достатньо добрими властивостями є нетривіальною задачею. У даній статті застосовано сучасний нестандартний аналіз, аби зробити це можливим. en Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Проблемы управления и информатики Проблеми динаміки керованих систем Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems Структурно обумовлена задача оптимізації для керування за прогнозною моделлю у лінійних системах із багатьма змінними та входами Article published earlier |
| spellingShingle | Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems Mishchenko, M. Проблеми динаміки керованих систем |
| title | Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems |
| title_alt | Структурно обумовлена задача оптимізації для керування за прогнозною моделлю у лінійних системах із багатьма змінними та входами |
| title_full | Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems |
| title_fullStr | Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems |
| title_full_unstemmed | Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems |
| title_short | Structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems |
| title_sort | structurebased optimization problem for model predictive control in linear multiinput multivalue systems |
| topic | Проблеми динаміки керованих систем |
| topic_facet | Проблеми динаміки керованих систем |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/210885 |
| work_keys_str_mv | AT mishchenkom structurebasedoptimizationproblemformodelpredictivecontrolinlinearmultiinputmultivaluesystems AT mishchenkom strukturnoobumovlenazadačaoptimízacíídlâkeruvannâzaprognoznoûmodellûulíníinihsistemahízbagatʹmazmínnimitavhodami |