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本書的目的是（1）提出新的擴展狀態空間模型和基于擴展非最小狀態空間模型的模型預測控制（MPC）、預測函數控制（PFC）、PID控制優化以及相關的系統性能分析；（2） 介紹了MPC中的約束處理和松弛約束優化方法；（3）提出了基于改進遺傳算法的MPC；（4）給出了相應的工業應用實例。MPC作為一種很有前途的控制算法，在工業過程控制中起著至關重要的作用。近幾十年來，在理論和應用方面都取得了很大的進展。在經濟快速發展和更高要求的推動下，提高MPC的性能仍然是一個開放的話題。眾所周知，過程動力學對控制器的設計是有用的。然而，傳統的基于狀態空間模型的MPC設計只考慮有限的動態信息，因此可能會限制相關的控制性能。如何利用更多的過程動力學或結合其他優化算法來提高MPC的性能是我們需要研究的問題。同時，MPC中的約束處理在實踐中具有重要意義，研究有效的約束處理方法具有重要意義。基于這樣的背景，本書旨在提出幾種提高MPC性能及其約束處理的方法。此外，本文還利用擴展狀態空間模型來改善MPC的性能，并結合相關的工業應用對PID控制進行了優化。因此，本書可以為準備改進MPC方法和其他相關方面的讀者提供一些見解。
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