前言

随着通信、网络技术的快速发展，工程领域内广泛存在的一类由空间上分布且相互关联耦合的子系统组成的分布式系统（如大型石化、冶金过程，城市给排水、电力系统等）的控制方式正在由集中式向网络化的分布式控制方式转变。分布式预测控制兼具分布式控制结构容错性高、结构灵活性强和预测控制优化性能好、抑制干扰、显示处理约束的优点，已成为网络化分布式系统的主流优化控制方法。因此，从促进科学实践、培养人才方面出发，有必要撰写一部关于分布式系统预测控制的专著。

本书主要内容来源于作者多年来关于网络化分布式系统预测控制状态估计、协调策略、系统综合等分布式系统预测控制关键环节和重要问题的系统性研究成果的归纳与总结。国际上分布式预测控制基础理论和应用方面的论文自2002年开始出现并逐渐丰富，2012年后呈现爆发式增长。很多文章发表在IEEE TAC、IFAC会刊等主流控制期刊上。分布式预测控制的优点使其在应用方面扩展到了流程工业、电力系统、冶金行业等多个领域、正处于方兴未艾的阶段，系统地介绍网络化分布式系统预测控制的书籍将对促进我国控制理论研究和工业应用都具有重要意义。

分布式系统预测控制是在2001年由本书第一作者李少远和席裕庚教授与卡耐基梅隆大学Krough教授同一时间在ACC会议上明确提出的。自此本书作者一直从事分布式预测控制的研究工作，曾出版英文专著《Distributed Model Predictive Control for Plant-Wide Systems》（John Wiley & Son出版社），该书主要针对工业过程的全流程优化展开，而本书主要针对网络化分布式系统如何设计预测控制的估计器、控制器、协调策略等方面展开。本书将是国内第一本系统介绍分布式系统预测控制方面的书籍。

本书第1章介绍了网络化分布式系统的研究现状；第2～4章针对网络化分布式系统随机丢包、延时等问题，介绍了网络化滚动时域状态估计，网络化预测控制的设计与分析以及以保证状态估计性能的滚动时域调度策略；第5～7章主要以如何提高系统全局性能的协调策略为主线，介绍了作者提出的典型的基于Nash优化、局部性能指标、全局性能指标、作用域优化的分布式预测控制设计方法和系统综合；第8章介绍了网络化分布式系统预测控制在冶金过程中的典型应用实例。

本书主要面向对预测控制、网络控制、信息物理系统等方向感兴趣的学者和从事该方面工作的研究人员、本科以上学生，以及从事流程工业、电力、冶金等行业的控制工程师，可以使读者系统了解分布式系统预测控制的基本原理、算法、理论和应用技术，为科研和工程技术人员从事深入的理论研究、开展高水平的工业应用和推广提供有益的参考。

本书得到了国家自然科学基金委重大项目（61590924）、杰出青年科学基金（60825302）及重点和面上基金（61233004、61833012、61673273）等项目的资助。本书出版之时，作者要特别感谢国家自然科学基金委员会长期以来的资助，同时也要感谢国内外学术界和工业界的同行们，正是与他们的有益交流，使作者对分布式系统预测控制的理解不断深入，并获得启发。

由于作者水平有限，书中疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

著　者