浙江工业大学何德峰教授、俞立教授：经济模型预测控制的多目标处理方法——从理论到应用

传统复杂系统优化控制广泛采用分层递阶结构来实现系统的经济优化与反馈控制，其中上层运行优化层求解静态经济优化问题得到系统的最优稳态，下层反馈控制层跟踪该最优稳态以迫使系统在最优稳态下运行。随着对复杂系统高效、经济、可靠运行的要求日趋严格，将经济优化与反馈控制相结合而形成了一类通用的预测控制框架，即经济模型预测控制(EMPC)。

EMPC基本原理示意图

EMPC的显著优点是使复杂系统以经济最优的方式运行，同时实现系统的最优反馈控制。当前，EMPC并不特指优化经济性能函数的预测控制，而是泛指一类优化非正定和(或)非凸的任意性能函数的预测控制方法。此时，传统的预测控制稳定性方法可能不适用于EMPC闭环系统的稳定性综合。虽然以耗散性理论和目标函数加权法为代表的EMPC 稳定性综合方法有了很大的发展，但仍然存在一定的局限性。

近几年来，浙江工业大学何德峰教授、俞立教授从多目标优化控制角度开展了复杂系统EMPC 稳定性综合理论与方法的研究，获得了一系列更具普适性的复杂系统EMPC 稳定性与鲁棒性综合结果。《经济模型预测控制》即为其多年研究成果的总结，较系统地论述基于Lyapunov 函数的非线性EMPC 和基于隐式收缩的复杂系统EMPC 稳定性与鲁棒性综合方法，为复杂系统EMPC 研究构建系统化理论框架。

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经济模型预测控制购买

何德峰, 俞立著

北京 : 科学出版社, 2026. 2

(系统与控制丛书)

ISBN 978-7-03-084745-4

《 经济模型预测控制》 既对经济模型预测控制的稳定性理论、鲁棒性综合方法、分布式优化等基础研究进行了鞭辟入里的梳理，又以独到视角重构了控制系统经济优化与动态控制的设计准则，在理论上破解了闭环控制系统稳定性与经济性的协调难题。尤为可贵的是，作者未止步于数学推演的严谨性，还以生物质燃烧过程控制与智能网联车辆经济性队列控制为例，详细诠释了经济模型预测控制理论如何在复杂工业系统中落地生根，彰显了控制工程师的实践意识。

桂卫华
中国工程院院士

中南大学 教授
2025 年6 月30 日

模型预测控制因工业界追求生产过程优化的初衷而生，但因应用的定位而长期侧重于控制性能，经济模型预测控制既使模型预测控制的优化回归经济性的初衷，还融合了控制性能，追求“稳定”与“经济”的协同共生。我十分高兴地看到，作者撰写的这部关于经济模型预测控制的专著，填补了该领域学术专著的缺失，将有助于读者了解和熟悉经济模型预测控制的基本问题和研究方法，推动经济模型预测控制的研究和应用。同时也期望读者在掩卷之时，不仅能掌握经济模型预测控制的技术内核，更能感受到控制科学中那份独特的智慧之美。

席裕庚
上海交通大学教授
2025 年6 月4 日

本书包含的部分研究成果是在国家自然科学基金联合基金重点支持项目(U24A20270)、国家自然科学基金面上项目(61773345, 62173303)、浙江省杰出青年科学基金项目(LR17F030004)等资助下完成的，于此对上述资助机构深表谢忱。此外，感谢浙江工业大学研究生教材建设项目对本书出版的资助。

本文摘编自《经济模型预测控制》（何德峰，俞立著。北京: 科学出版社，2026.2）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-084745-4

责任编辑: 朱英彪 赵微微

预测控制在工业系统运行优化控制领域占据着越来越重要的地位，已成为控制工程师必不可少的先进控制技术。不同于传统模型预测控制以跟踪设定值为核心，EMPC创新性地将经济指标直接嵌入优化目标，实现了动态性能与经济性能的同步协同优化。本书从多目标优化控制角度，全面介绍了EMPC的基本原理、算法及其在复杂工业系统中的应用，主要包括基于Lyapunov 函数的非线性EMPC 和基于隐式收缩的复杂系统EMPC 稳定性与鲁棒性综合方法，及其在新能源生物质热电系统和智能网联系统中的控制应用。

本书可作为控制科学与工程、计算机应用、系统工程等相关专业师生的教材或教学参考书，也可供自动化领域的科研人员和工程技术人员阅读。

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（本文编辑：刘四旦）

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