ارايه روشي نوين براي افزايش دقت ارضاي قيود نهايي مسئله كنترل پيش‌بين

New Approach for Accuracy Enhancement of Terminal Constraints Satisfaction in Model Predictive Control Problem

در اين مقاله، الگوريتم نويني براي افزايش دقت قيود نهايي مسئله كنترل پيش‌بين ارايه شده است. در اين الگوريتم، با استخراج روابط رياضي، قيود نهايي از لحظه نهايي به لحظات جاري انتقال يافته و در هر تكرار اين انتقال در مسئله بهينه‌سازي صورت مي‌گيرد. در هر لحظه از بهينه‌سازي، يك عبارت جديد بر حسب ورودي‌هاي كنترل در هر يك از افق‌هاي محدود كنترل پيش‌بين بدست مي‌آيد. معادله اين قيد انتقالي، بر اساس معادلات گسسته متغير با زمان فرايند تحت كنترل استخراج شده و اجراي آن در هر لحظه، قيود نهايي مسئله را محقق مي‌كند. اين الگوريتم جديد پس از استخراج روابط رياضي آن براي رديابي مسير يك ربات با قيود نهايي بكار رفته و كارايي آن با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك ربات نشان داده شده است. همچنين تحليل پايداري كنترل كننده پيشنهادي با نوشتن يك تابع هزينه مناسب و بكارگيري قضيه لياپانف صورت گرفته است.

In this paper, a new algorithm in order to increase the satisfaction of terminal constraints in the predictive control problem is presented. In this algorithm, by extracting mathematical relations, the terminal constraints are transferred from the final moment to the current moments. In each iteration, this transformation takes place in the optimization problem. At each moment of optimization, a new expression is obtained in terms of control inputs in each of the finite prediction control horizons. The equation of this transfer constraint is derived based on the variable discrete equations with the time of the controlled process and its execution at any moment fulfills the final constraints of the problem. This new algorithm, after extracting its mathematical relationships, is used to track the path of a robot with terminal constraints, and its performance is demonstrated using robot dynamics simulations. Also, the stability analysis of the proposed controller is performed by writing an appropriate cost function and applying Lyapunov theorem.