电气工程与系统科学 > 系统与控制
[提交于 2021年8月14日
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标题: 混合高斯过程建模在间歇过程经济随机模型预测控制中的应用
标题: Hybrid Gaussian Process Modeling Applied to Economic Stochastic Model Predictive Control of Batch Processes
摘要: 非线性模型预测控制(NMPC)是用于具有约束的非线性多变量动态系统控制的有效方法,但需要准确的工厂模型。 工厂模型通常可以从基本原理确定,但部分模型仅使用物理定律难以推导。 在本文中,提出了一种混合高斯过程(GP)基本原理建模方案来解决这一问题,该方案利用GP来对难以用基本原理描述的动态系统部分进行建模。 GP不仅提供准确的预测,还能量化该模型的剩余不确定性。 在控制算法中考虑这种不确定性至关重要,以防止约束违反和性能下降。 离线生成GP的蒙特卡洛样本,以收紧NMPC的约束,确保在线联合概率约束满足。 我们方法的优势包括快速的在线评估时间、能够考虑在线学习以减轻保守性,以及利用GP的灵活性和基本原理模型的数据效率。 该算法在一个涉及具有挑战性的半间歇生物反应器的案例研究中进行了验证。
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