本書從非線性模型預測控制存在的固有問題入手，闡述非線性模型預測控制的優(yōu)化求解方法，完整構(gòu)造基于輸入輸出反饋線性化的非線性模型預測控制策略，針對發(fā)電過程的復雜動態(tài)特性深入開展非線性模型預測控制的應用研究。全書共7章，第1章綜述非線性模型預測控制的發(fā)展及其在發(fā)電過程控制中的應用；第2章全面討論非線性模型預測控制的優(yōu)化求解方法，包括經(jīng)典的二次規(guī)劃方法、現(xiàn)代啟發(fā)式優(yōu)化算法，以及近年來興起的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法；第3章詳細構(gòu)造基于反饋線性化的非線性模型預測控制；第4章運用輸入輸出反饋線性化構(gòu)造雙饋風力發(fā)電機組的非線性模型預測控制；第5章針對160MW燃油火電機組，構(gòu)造基于模糊模型的非線性模型預測迭代學習控制，進而針對1000MW超超臨界機組，構(gòu)造基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的分級遞階非線性模型預測控制；第6章深入研究火力發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟模型預測控制；第7章在深入研究堆跟機模式下核反應堆控制系統(tǒng)特性的基礎上，構(gòu)造核電機組蒸汽發(fā)生器水位的準小**模糊模型預測控制和重水堆空間功率分散預測控制。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 模型預測控制的發(fā)展歷程 1
1.2 非線性模型預測控制 3
1.2.1 非線性模型預測控制存在的固有問題 3
1.2.2 精確優(yōu)化法與近似優(yōu)化法 4
1.2.3 非線性模型預測控制的有效方法 5
1.2.4 非線性模型預測控制的穩(wěn)定性問題 10
1.3 智能發(fā)電廠模型預測控制 11
1.3.1 發(fā)電廠模型預測控制的背景與挑戰(zhàn) 11
1.3.2 發(fā)電廠模型預測控制的研究現(xiàn)狀 15
第2章 非線性模型預測控制的理論基礎非線性約束優(yōu)化方法 18
2.1 非線性模型預測控制的優(yōu)化問題 18
2.2 無約束的優(yōu)化問題 23
2.2.1 解析法 23
2.2.2 直接法 43
2.3 帶約束的優(yōu)化問題 54
2.3.1 帶等式約束的優(yōu)化問題 55
2.3.2 帶不等式約束的優(yōu)化問題 58
2.3.3 帶混合約束的優(yōu)化問題 66
2.3.4 模型預測控制中基本的優(yōu)化問題求解 81
2.4 現(xiàn)代啟發(fā)式優(yōu)化算法 83
2.4.1 模擬退火算法 84
2.4.2 遺傳算法 87
2.4.3 蟻群優(yōu)化算法 93
2.4.4 粒子群優(yōu)化算法 98
2.5 本章小結(jié) 102
第3章 基于反饋線性化的非線性模型預測控制 103
3.1 精確反饋線性化 105
3.1.1 單輸入單輸出系統(tǒng)精確反饋線性化 105
3.1.2 多輸入多輸出系統(tǒng)精確反饋線性化 107
3.2 線性控制結(jié)構(gòu) 110
3.3 約束處理 112
3.3.1 非線性約束的展開 113
3.3.2 迭代QP算法 113
3.3.3 算法步驟 115
3.4 仿真結(jié)果 116
3.4.1 數(shù)字例子 116
3.4.2 攪拌反應器 118
3.5 本章小結(jié) 121
第4章 風力發(fā)電系統(tǒng)高效非線性模型預測控制 122
4.1 雙饋風力發(fā)電機組的非線性模型預測控制 123
4.1.1 雙饋風力發(fā)電機組控制的研究背景 123
4.1.2 電網(wǎng)平衡情況下雙饋風力發(fā)電機非線性模型預測控制 125
4.1.3 電網(wǎng)不平衡情況下雙饋風力發(fā)電機非線性模型預測控制 140
4.2 永磁同步電機高效非線性模型預測控制 154
4.2.1 永磁同步電機控制背景 154
4.2.2 PMSM非線性模型建立 155
4.2.3 PMSM狀態(tài)反饋線性化 156
4.2.4 PMSM的約束模型預測控制策略 158
4.2.5 仿真結(jié)果 163
4.3 本章小結(jié) 168
第5章 火力發(fā)電機組的非線性模型預測控制 169
5.1 基于模糊模型的非線性模型預測迭代學習控制 169
5.1.1 T-S過程模型的描述 170
5.1.2 NMPILC控制律求解 172
5.1.3 NMPILC系統(tǒng)收斂性分析 175
5.1.4 鍋爐-汽輪機系統(tǒng)仿真研究 177
5.2 超超臨界機組的分級遞階非線性模型預測控制 185
5.2.1 研究背景 185
5.2.2 超超臨界機組的控制問題 186
5.2.3 USC系統(tǒng)的分級遞階非線性模型預測控制 188
5.2.4 仿真結(jié)果 195
5.3 本章小結(jié) 204
第6章 火力發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟模型預測控制 205
6.1 火電機組穩(wěn)定模糊經(jīng)濟模型預測控制 206
6.1.1 鍋爐-汽輪機模糊模型 206
6.1.2 模糊經(jīng)濟模型預測控制器設計 208
6.1.3 仿真研究 213
6.2 基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡的超超臨界機組經(jīng)濟模型預測控制 219
6.2.1 超超臨界機組模型 219
6.2.2 經(jīng)濟模型預測控制 220
6.2.3 仿真研究 226
6.3 本章小結(jié) 232
第7章 核電機組的非線性模型預測控制 233
7.1 基于離線不變集的水位模糊預測控制 233
7.1.1 蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng) 234
7.1.2 水位模糊系統(tǒng) 238
7.1.3 水位準小模糊預測控制 240
7.1.4 數(shù)值仿真研究 245
7.2 重水堆空間功率分散模糊預測控制 248
7.2.1 反應堆功率控制系統(tǒng) 249
7.2.2 模糊建模 252
7.2.3 分散模糊預測控制 255
7.2.4 仿真結(jié)果 257
7.3 本章小結(jié) 263
參考文獻 265
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