模型預測控制并行計算系統(tǒng)研究的任務書

模型預測控制并行計算系統(tǒng)研究的任務書任務書一、任務背景模型預測控制（MPC）是一種利用數(shù)學模型進行預測并進行控制的高級控制技術。在MPC控制系統(tǒng)中，先通過對物理過程建立數(shù)學模型，以此作為控制器依據進行控制，并根據實時反饋數(shù)據不斷修正模型。MPC控制器具有較佳的控制效果、魯棒性、實時性等特性，在過程控制、機器人控制、智能制造等方面有著廣泛的應用。然而，MPC計算量大、時間復雜度高，不容易實現(xiàn)實時控制，因此需要進行優(yōu)化。二、任務要求1.研究MPC控制器的原理及優(yōu)化方法，探究MPC延遲優(yōu)化算法、MPC并行計算優(yōu)化算法、MPC分布式計算算法等，并對其進行適當改進；2.研究高性能計算并行模型及程序設計技術，包括并行程序設計調試、并行算法設計、高性能計算技術等；3.設計并實現(xiàn)基于并行計算平臺的MPC控制器，并對其進行性能評估和測試；4.探究MPC控制器在實際工業(yè)生產中的應用，并進行實踐應用，測試控制器控制效果以及計算性能。三、研究內容和時間安排第一年：1.調研MPC控制器的相關原理和優(yōu)化算法，熟悉MPC控制理論體系和優(yōu)化思路；2.研究高性能計算并行模型及程序設計技術，了解并行計算的基本理論和并行算法設計流程；3.設計并實現(xiàn)基于并行計算平臺的MPC控制器，并對其進行性能評估和測試。第二年：1.對MPC控制器的優(yōu)化算法進行深入研究，包括MPC延遲優(yōu)化算法、MPC并行計算優(yōu)化算法、MPC分布式計算算法等技術的改進和優(yōu)化；2.對MPC控制器在實際工業(yè)生產中的應用進行測試和實踐；3.做出計算和實驗結果的分析和總結，寫出期末報告和論文。四、研究經費本項目經費預算為100萬元。五、研究成果1.對MPC控制器的優(yōu)化算法進行了深入研究和優(yōu)化改進；2.基于并行計算平臺的MPC控制器實現(xiàn)并進行了性能評估和測試；3.發(fā)表相關學術論文3篇以上，并參加相關國內外學術會議。六、研究團隊1.研究組長：1名，擁有計算機、控制理論等相關專業(yè)背景，負責項目的管理和調度工作；2.研究人員：2名，擁有計算機、控制理論等相關專業(yè)背景，負責項目的具體研究工作和實驗測試工作。七、驗收標準1.對MPC控制器的優(yōu)化算法進行了深入研究，并進行了相應的優(yōu)化改進；2.基于并行計算平臺的MPC控制器實現(xiàn)并進行了性能評估和測試；3.發(fā)表相關學術論文3篇以上，并獲得同行專家的認可和好評。八、其他本任務書所列明的各項任務必須