傳統(tǒng)復雜系統(tǒng)優(yōu)化控制廣泛采用分層遞階結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟優(yōu)化與反饋控制，其中上層運行優(yōu)化層求解靜態(tài)經(jīng)濟優(yōu)化問題得到系統(tǒng)的最優(yōu)穩(wěn)態(tài)，下層反饋控制層跟蹤該最優(yōu)穩(wěn)態(tài)以迫使系統(tǒng)在最優(yōu)穩(wěn)態(tài)下運行。隨著對復雜系統(tǒng)高效、經(jīng)濟、可靠運行的要求日趨嚴格，將經(jīng)濟優(yōu)化與反饋控制相結(jié)合而形成了一類通用的預測控制框架，即經(jīng)濟模型預測控制(EMPC)。

EMPC基本原理示意圖

EMPC的顯著優(yōu)點是使復雜系統(tǒng)以經(jīng)濟最優(yōu)的方式運行，同時實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)反饋控制。當前，EMPC并不特指優(yōu)化經(jīng)濟性能函數(shù)的預測控制，而是泛指一類優(yōu)化非正定和(或)非凸的任意性能函數(shù)的預測控制方法。此時，傳統(tǒng)的預測控制穩(wěn)定性方法可能不適用于EMPC閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性綜合。雖然以耗散性理論和目標函數(shù)加權(quán)法為代表的EMPC 穩(wěn)定性綜合方法有了很大的發(fā)展，但仍然存在一定的局限性。

近幾年來，浙江工業(yè)大學何德峰教授、俞立教授從多目標優(yōu)化控制角度開展了復雜系統(tǒng)EMPC 穩(wěn)定性綜合理論與方法的研究，獲得了一系列更具普適性的復雜系統(tǒng)EMPC 穩(wěn)定性與魯棒性綜合結(jié)果。《經(jīng)濟模型預測控制》即為其多年研究成果的總結(jié)，較系統(tǒng)地論述基于Lyapunov 函數(shù)的非線性EMPC 和基于隱式收縮的復雜系統(tǒng)EMPC 穩(wěn)定性與魯棒性綜合方法，為復雜系統(tǒng)EMPC 研究構(gòu)建系統(tǒng)化理論框架。

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經(jīng)濟模型預測控制購買

何德峰, 俞立著

北京 : 科學出版社, 2026. 2

(系統(tǒng)與控制叢書)

ISBN 978-7-03-084745-4

《 經(jīng)濟模型預測控制》 既對經(jīng)濟模型預測控制的穩(wěn)定性理論、魯棒性綜合方法、分布式優(yōu)化等基礎(chǔ)研究進行了鞭辟入里的梳理，又以獨到視角重構(gòu)了控制系統(tǒng)經(jīng)濟優(yōu)化與動態(tài)控制的設(shè)計準則，在理論上破解了閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)難題。尤為可貴的是，作者未止步于數(shù)學推演的嚴謹性，還以生物質(zhì)燃燒過程控制與智能網(wǎng)聯(lián)車輛經(jīng)濟性隊列控制為例，詳細詮釋了經(jīng)濟模型預測控制理論如何在復雜工業(yè)系統(tǒng)中落地生根，彰顯了控制工程師的實踐意識。

桂衛(wèi)華
中國工程院院士

中南大學 教授
2025 年6 月30 日

模型預測控制因工業(yè)界追求生產(chǎn)過程優(yōu)化的初衷而生，但因應(yīng)用的定位而長期側(cè)重于控制性能，經(jīng)濟模型預測控制既使模型預測控制的優(yōu)化回歸經(jīng)濟性的初衷，還融合了控制性能，追求“穩(wěn)定”與“經(jīng)濟”的協(xié)同共生。我十分高興地看到，作者撰寫的這部關(guān)于經(jīng)濟模型預測控制的專著，填補了該領(lǐng)域?qū)W術(shù)專著的缺失，將有助于讀者了解和熟悉經(jīng)濟模型預測控制的基本問題和研究方法，推動經(jīng)濟模型預測控制的研究和應(yīng)用。同時也期望讀者在掩卷之時，不僅能掌握經(jīng)濟模型預測控制的技術(shù)內(nèi)核，更能感受到控制科學中那份獨特的智慧之美。

席裕庚
上海交通大學教授
2025 年6 月4 日

本書包含的部分研究成果是在國家自然科學基金聯(lián)合基金重點支持項目(U24A20270)、國家自然科學基金面上項目(61773345, 62173303)、浙江省杰出青年科學基金項目(LR17F030004)等資助下完成的，于此對上述資助機構(gòu)深表謝忱。此外，感謝浙江工業(yè)大學研究生教材建設(shè)項目對本書出版的資助。

本文摘編自《經(jīng)濟模型預測控制》（何德峰，俞立著。北京: 科學出版社，2026.2）一書“前言”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-084745-4

責任編輯: 朱英彪 趙微微

預測控制在工業(yè)系統(tǒng)運行優(yōu)化控制領(lǐng)域占據(jù)著越來越重要的地位，已成為控制工程師必不可少的先進控制技術(shù)。不同于傳統(tǒng)模型預測控制以跟蹤設(shè)定值為核心，EMPC創(chuàng)新性地將經(jīng)濟指標直接嵌入優(yōu)化目標，實現(xiàn)了動態(tài)性能與經(jīng)濟性能的同步協(xié)同優(yōu)化。本書從多目標優(yōu)化控制角度，全面介紹了EMPC的基本原理、算法及其在復雜工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要包括基于Lyapunov 函數(shù)的非線性EMPC 和基于隱式收縮的復雜系統(tǒng)EMPC 穩(wěn)定性與魯棒性綜合方法，及其在新能源生物質(zhì)熱電系統(tǒng)和智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中的控制應(yīng)用。

本書可作為控制科學與工程、計算機應(yīng)用、系統(tǒng)工程等相關(guān)專業(yè)師生的教材或教學參考書，也可供自動化領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員閱讀。

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（本文編輯：劉四旦）

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