1.一种2D滚动优化下间歇过程终端约束预测控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：建立多阶段时滞间歇过程模型，并构建2D等价预测控制模型；

1.1多阶段时滞间歇过程模型

针对间歇过程多阶段特有的特性，在有故障和不确定性的双重影响下给出切换系统模型，考虑如下带有不确定参数扰动和区间时变时滞的离散切换系统：其中，t和k分别表示运行的时间和批次；x(t,k)∈Rn，y(t,k)∈Rl，u(t,k)∈Rm分别表示第k批次t时刻系统的状态变量，输出变量和输入变量；x0,k表示第k批次的初始状态，d(t)表示沿时间方向的状态时滞，且满足如下条件：dm≤d(t)≤dM                              (2)其中，dM和dm分别表示状态时滞的上界值和下界值，不同于连续系统，σ(·,·):Z+×Z+→q＝{1,2,…,q}表示同时依赖于时间和批次的切换信号，且每一个批次被分为q个阶段；σ(·,k)＝i表示系统在第k批次切换到i阶段，其中，系统矩阵可描述为表示适维常数矩阵，

表示带有未知参数摄动矩阵，其中

Ii表示适

维单位矩阵， 表示已知常数矩阵，ωi(t,k)表示外部未知扰动；考虑多阶段间歇过程，i(i＝1,2…q)阶段的系统状态xi(t+1,k)可表示如下：

1.2构建新型预测控制模型

1.2.1构建新型的扩维误差模型

1.2.2构建新型闭环预测控制系统步骤二：设计模型预测跟踪控制器及切换律

2.1设计控制器

针对模型(14b)采用预测控制的理论，设计预测更新律(15),并研究系统的鲁棒稳定性，在控制器(14b)下，则第I阶段闭环预测模型可以表示成：

2.2设计控制器增益

2.3切换律的设计；

2.4求取K值

根据步骤2.2-2.3就可以求取K值，即在Vi＜μiVi-1条件下，函数V和切换信号均满足，设计状态反馈控制律为：i i i

其中， 为所提出的控制器的增益， 可求，r可求，u(t+i|t,k+j|k)＝u (t+i|t,k+j-1|k)+ri(t+i|t,k+j|k)可求。

2.根据权利要求1所述的一种2D滚动优化下间歇过程终端约束预测控制方法，其特征在于：所述步骤1.2.1构建新型的扩维误差模型的具体步骤如下：为了实现上述目标，可利用迭代学习控制策略设计如下控制器：其中，ui(t,0)表示迭代过程的初始值，通常将其置为零；ri(t,k)∈Rm表示i阶段待设计的迭代学习更新律；迭代学习控制器ui(t,k)的设计可以转化为更新律ri(t,k)的设计，以使得控制输出yi(t,k)能够尽可能地跟踪上参考输出定义误差如下：

由式(3)，(4)，(5)，有

其中

i i i i i

δ(ΔB)u(t,k-1)＝(ΔB(t,k)-ΔB(t,k-1))u(t,k-1)             (11)δ(ωi(t,k))＝ωi(t,k)-ωi(t,k-1)                    (12)对于重复性扰动， 对于非重复性扰动， 进而得到一个如下的2D-FM模型：

其中，

Gi＝[0 Ii]，

则第i阶段预测控制模型为：

用切换系统模型展示为：

3.根据权利要求1所述的一种2D滚动优化下间歇过程终端约束预测控制方法，其特征在于：所述步骤1.2.2构建新型闭环预测控制系统的具体步骤如下：针对第i阶段，设计如下预测更新律：使性能指标 在约束条件(16)下最小化， 和zi(t+i|t,k+j|k)分别代表在第t时刻第k批次的状态预测值和输出预测值，ri(t+i|t,k+j|k)代表第t时刻第k批次的预测更新律；特别是， ri(t|t,k|k)＝ri(t,k)；

当干扰是重复性干扰时，在无穷时域[t,∞)和[k,∞)下，一个“最坏”情况的性能指标在不确定系统的第t时刻第k批次被定义为：其中， 称为终端约束

约束条件为：

其中， Ri均表示相关权重矩阵，γi＞0， 分别为变量ri(t+i|t,k+j|k)和yi(t+i|t,k+j|k)的上界值， Ωi为不确定集。

4.根据权利要求1所述的一种2D滚动优化下间歇过程终端约束预测控制方法，其特征在于：所述步骤2.2设计控制器增益的具体步骤如下：

2.2.1定义V函数

利用Lyapunov稳定性定理证明系统的稳定性，定义Lyapunov函数为：其中，

其中，Pi，P1i， T1i， T1i， 均为待定的正定矩阵；

为保证系统的鲁棒稳定性以及优化问题可解，需要以下李雅普诺夫不等式约束成立：对于闭环预测模型(17)假设存在一系列初始条件，有两个正整数i,j，有其中，s1＜∞和s2＜∞是正整数，相应的 和 时间方向的边界和批次方向的边界，s＝max{s1,s2}；

将

从i,j＝0到i,j＝∞进行叠加，得到下列不等式：其中，θi是 的上边界；

要使式(19)-(21)成立，需下列不等式可解其中，

同时，系统的输入输出条件要满足：

且所求控制律增益矩阵可表示如下：

i m×m i

其中， 正定矩阵 R ∈R ，数0≤dm≤dM，γ＞0，给定， Li， 和 正定对称矩阵存在，矩阵Y1i, 以及正数εi＞0， λi＞0待求；

不同阶段的系统状态满足：

Vi(X(t,k))≤μiVj(X(t,k)) i，j∈q                 (24)则对于任意平均驻留时间满足下列不等式的切换信号(25)，闭环系统(17)是指数稳定的；

其中，

5.根据权利要求1所述的一种2D滚动优化下间歇过程终端约束预测控制方法，其特征在于：所述步骤2.3切换律的设计的具体步骤如下：

2.3.1构建状态转移矩阵及其切换序列当系统从一个阶段切换到另一个阶段时，阶段间的系统状态转换描述如下：其中， 表示状态转移矩阵，若相邻阶段的系统状态拥有相同的维度，则Ji＝Ii；

在系统状态已知的前提下，当满足某一切换条件时，系统状态就会发生切换，发生切换时的切换时间 可表示如下：其中， 称为切换时间；Gi(x(t,k))＜0表示与系统状态相关的切换条件，因此，根据运行时间及上述描述，整个运行过程的切换序列可表达如下：其中， 表示当前批次末状态与下一批次初始状态的连接点；

由于系统状态在切换前后是连续的，则切换瞬间系统状态的变化可描述如下：其中，

2.3.2平均驻留时间

首先对平均驻留时间进行定义：

对任意t＞t0和任意切换信号σ(k)，t0≤k＜t，Ni(t0,t)表示第i个子系统在时间间隔(t0,t)的切换次数， 称为第i个子系统在时间间隔(t0,t)上的总运行时间，若对任意给定的τi＞0有如下式子成立：则称τi＞0为切换信号的平均驻留时间；平均驻留时间需要满足的条件为：当V函数满足Vi(X(t,k))≤μiVj(X(t,k))i，j∈q；并且切换信号满足以下不等式：