文章-世纪中文出版社

程瑞锋1 刘卫东1，2 高立娥1，2 康智强3 《现代物理学报》 2019年6期

摘要:

针对复杂环境下的追踪控制问题，提出了一种基于连续时间广义预测校正的水下非线性追踪博弈控制算法.利用连续时间广义预测对目标机动偏离趋势进行在线预测补偿校正，将机动目标紧缩于最大捕获概率扇面之内，同时引入零效控制参数和连续时间广义预测校正算法，解决了微分对策动态博弈剩余时间难于估计的问题，提高了系统的响应速度.将算法应用于水下非线性追踪博弈的验证结果表明，该算法兼顾了控制约束与干扰抑制性能，能够实时有效地对抗初始偏差和随机扰动，不仅具有良好的导引效果，而且有效提高了系统对环境干扰的鲁棒性.

水轮机调节系统非线性模型预测控制器设计下载：24 浏览：285

周文军《发电技术与研究》 2020年7期

摘要:

基于麦克劳林展开公式,对水轮机调节系统(hydro-turbine governing system,HTGS)中的非线性项进行近似处理,引入Takagi-Sugeno (TS)模糊控制处理麦克劳林展开式中的非线性项,建立水轮机调节系统的TS模糊模型。基于TS模糊模型以及所定义的目标函数,设计了一种适用于水轮机调节系统的非线性模型预测控制器(nonlinear model predictive controller,NMPC)。考虑到水轮机调节系统的约束问题,引入二次规划(quadratic programming,QP),求解系统约束下的最优控制器输出。通过数值模拟评估所设计的基于二次规划的非线性模型预测控制器(quadratic programming-based nonlinear model predictive controller,QPNMPC)的性能,模拟结果表明:所设计的QPNMPC控制器能够有效地控制水轮机调节系统的输出功率,且相比于传统的PID控制器具有一定的优点。

小型模块化反应堆冷却剂平均温度的预测控制方法下载：55 浏览：323

潘瑾宜1 杨婷1，2 钱虹1，2 《核工业与技术》 2020年10期

摘要:

小堆的应用相对大型压水堆更具有灵活性，需要考虑在并网和孤岛运行下的负荷变动需求，然而棒速控制下的冷却剂平均温度被控系统是非自衡系统，且具有较强的刚性、开环不稳定性以及复杂的非线性。本文设计了一种改进型动态矩阵控制器(DMC)。该控制器拓宽了传统预测控制的适用范围，克服了该算法的适用局限性。通过与程序单元控制以及比例积分(PI)控制进行对比，验证了改进型DMC预测控制下的冷却剂平均温度系统稳态误差更小，响应速度更快，具有更好的跟踪性能。

广义预测控制在堆芯变功率控制中的应用下载：24 浏览：214

潘岳凯1，2 钱虹1，2 江诚1，2 刘晓晶3 《核工业与技术》 2020年8期

摘要:

针对不同功率水平下稳态中子密度造成的堆芯功率模型非线性问题，将广义预测控制(GPC)应用于堆芯功率控制，实现变工况条件下堆芯功率的自动控制。本文首先基于零功率堆芯模型和温度反馈模型建立堆芯功率模型，基于该模型阶次设计预测时域，并根据系统输入输出数据在GPC校正环节通过带遗忘因子的最小二乘法在线辨识不同功率水平下的模型参数。为验证控制器的鲁棒性，在满功率平稳运行时加入反应性扰动。基于MATLAB平台对控制器的性能进行仿真验证。结果表明，本文所设计的GPC在堆芯变工况运行时能使输出功率快速、准确地跟踪设定值，并能在线辨识不同功率水平的堆芯模型参数，具备一定的抗干扰能力。

基于模型预测控制的微电网群分布式优化调度下载：90 浏览：511

吴成辉林声宏夏成军管霖《电网技术研究》 2020年6期

摘要:

微电网群由多个微电网互联构成并以集群的形式运行,能够实现微电网间的能量互补,显著提高可再生能源消纳能力和系统运行可靠性。结合同步型交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)和模型预测控制(model predictive control,MPC),提出了一种微电网群分布式优化调度策略。采用同步型ADMM求解MPC中的优化问题,每个子微电网同步计算本地的子问题,同时引入有限时间一致性算法传递迭代计算过程所需的期望交换功率信息,实现完全分布式计算。算例计算结果表明,基于MPC的优化调度策略能够有效降低系统运行成本,分布式优化算法具有良好的收敛性,并且计算结果与集中式算法一致;该方法在通信拓扑发生改变的情况下依然有效,具有较高的可靠性。

基于光伏并网逆变器的一种矢量角补偿法有限控制集模型预测控制研究下载：79 浏览：481

陆治国王友廖一茜《电网技术研究》 2018年10期

摘要:

有限控制集模型预测控制(finite control set model predictive control,FCS-MPC)提供了一种与众不同的能量处理方法,将功率变换器当做离散和非线性的执行器。它具有无须解耦运算和安装脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)调制器等优点,被广泛应用于电力电子变换器。传统FCS-MPC在延时补偿问题上采用拉格朗日外推法对未来参考值进行修正,但这种方法在出现阶跃变化时峰值较大。考虑到三相系统变量的矢量表示法后,能够根据一次采样时间的矢量角变化来估算未来参考值。因此,该文基于光伏并网逆变器,运用矢量角补偿法对FCS-MPC延时补偿后带来的未来参考值偏离进行修正,研究光伏光照强度变化时并网的动态控制效果,这个简单的补偿方法允许预测控制模型包含延时,并能够避免受控变量出现较大的纹波,同时该文在代价函数中加入了开关频率约束项,减少开关损耗,同时不会造成输出电流畸变。最后通过Matlab/Simulink仿真和实验,验证这种模型预测控制器在光照波动时并网运行过程中具有良好的控制性能,并论证此方法的可行性。

三相四桥臂并网逆变器约束模型预测控制下载：75 浏览：506

陈启宏罗潇汝张立炎《电网技术研究》 2018年10期

摘要:

提出了基于并行神经网络优化的约束模型预测控制(model predictive control,MPC),应用于光伏并网逆变器中,提高光伏发电并网电能质量。建立了三相四桥臂逆变器的精确模型,分析约束模型预测控制算法的原理,在约束条件中加入输出变量和控制变量的约束,突破有限子集和无约束预测控制方法的限制。将并行神经网络递归优化算法用于求解约束预测控制优化问题中,提高单步优化问题的求解速度。利用FPGA的并行计算能力,在FPGA中运行神经网络在线优化求解,实现预测控制算法的实时运行。实验结果表明:采用该算法的并网逆变器输出电流偏差小,总谐波畸变率小,可以提高并网电能质量,验证了该算法的可行性和有效性。

基于模型预测控制的轮式移动机器人轨迹规划下载：47 浏览：499

尤波1 王明睿1 李智1 丁亮2 《建模与系统仿真》 2020年9期

摘要:

针对轮式移动机器人(Wheeled Mobile Robot-WMR)自身欠驱动的特点,并考虑到实际工作时的各种约束和限制,提出了一种基于模型预测控制(Model Predictive Control–MPC)的多约束轨迹规划方法。可以对车体自身的运动学约束、物理约束以及避障等约束进行集中有效的处理,可以生成符合车体自身模型特点并满足各种约束的可行轨迹,充分保证了轮式移动机器人自主行驶的可行性,安全性,高效性。仿真结果充分验证了该方法的有效性。

基于改进蚁狮算法的广义预测控制对T-S模糊模型的控制研究下载：65 浏览：473

张文彬《计算机研究与应用》 2020年4期

摘要:

针对广义预测控制(GPC)参数设定问题,提出一种改进的蚁狮算法(IALO)应用于广义预测控制进行参数优化,并将提出的方法对Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型进行控制,取得良好的效果。对智能材料中广泛存在的迟滞非线性特点用T-S模糊模型进行了建模。对于传统蚁狮算法存在的收敛速度慢,易陷入局部最优解的问题进行改进,并用测试函数来验证改进方法的有效性。最后将改进后的蚁狮算法同GPC相结合,对所建立的T-S模糊模型进行控制,结果表明所提出方法的有效性。

基于IMC观测器的永磁同步电机预测控制下载：65 浏览：467

任志玲张钟保侯利民张广全林冬赵星《建模与系统仿真》 2019年2期

摘要:

预测控制策略应用于永磁同步电机控制系统中可以实现快速的动态响应和高精度的跟踪控制,但依赖电机的数学模型,负载扰动会影响系统的控制性能。提出一种基于内模控制(IMC)的观测器与预测控制相结合的控制方法,基于模型预测控制算法和无差拍电流预测控制算法设计速度外环控制器和电流内环控制器以构成双环预测控制系统,设计IMC观测器估计负载扰动,据此产生转矩电流补偿量作为速度环的前馈补偿,实现扰动抑制。仿真结果表明,所提出的方法能够提高控制系统的动态响应性能和稳态精度,增强系统的鲁棒性。

基于模型预测控制的汽车操纵逆问题研究下载：57 浏览：480

刘英杰刘云郭姗姗《建模与系统仿真》 2018年4期

摘要:

为解决汽车操纵动力学研究往往存在驾驶员建模难的问题,提出一种汽车操纵逆动力学研究方法。基于模型预测控制(MPC)方法,以驾驶员对汽车施加的转角输入为控制变量,以精确地跟踪给定的路径为控制目标,将汽车操纵逆动力学中的高速情况下完成给定路径跟踪的最优控制问题转化为二次规划问题,并利用有效集法求解。计算结果表明,模型预测控制方法在求解多控制变量和多复杂约束的车辆运行轨迹的最佳转向输入问题时具有较高计算精度的优势,能够控制车辆在高速情况下完成给定路径的跟踪。该方法能够用于汽车超车换道操纵性能的分析。

数据驱动预整定自适应子空间模型预测控制下载：55 浏览：474

韩璞刘淼贾昊《建模与系统仿真》 2018年3期

摘要:

针对电厂过热汽温系统的大迟延、大惯性、时变等的特性,研究其预测控制问题,提出一种数据驱动预整定自适应子空间模型预测控制方法 PTA-MPC(Pre Tuning Adaptive Subspace Model Predictive Control),结合子空间辨识和状态空间预测控制的优点。通过子空间辨识得到多个工况在输入信号满足持续激励的情况下的状态空间模型。通过状态空间模型递推出预测控制律,利用粒子群算法对各工况下的控制器参数进行整定。采用最小二乘参数估计的方法将多工况下的状态空间模型及预测控制器参数进行平滑处理。给出了PTA-MPC在串级控制中设计的步骤。仿真实验的结果验证了所提方法的有效性。

基于模型预测控制算法的轻型长航程AUV航控系统研究下载：59 浏览：264

黄琰1,2,3 胡峰1,2 俞建成1,2 乔佳楠1,2 王振宇1,2 谢宗伯1,2 《海洋研究》 2021年6期

摘要:

针对海洋时变中小尺度过程长期精细观测需求,研制了一种轻型长航程AUV。这种AUV的最大特征是借鉴了水下滑翔机的变浮力、重心可调执行机构,使得其具备海洋环境自适应能力,可在不同海水密度条件下实现零攻角高效航行。首先介绍了轻型长航程AUV的系统组成,讨论了这种可变浮力、可调重心AUV的航行控制系统设计;针对这种AUV新增的浮力和重心两个控制输入量间存在系统耦合的问题,开展了基于模型预测算法的零攻角定深航行控制器研究,着重阐述和推导了控制目标的修正、面向控制的动力学建模以及模型预测控制器的设计过程;最后通过仿真验证了所述方案和方法的可行性。该研究有利于提高轻型长航程AUV的航行效率,进一步提升AUV的续航能力。

基于下垂特性的柔性直流配电系统控制策略下载：86 浏览：508

李盈含高亮《电力研究》 2020年10期

摘要:

柔性直流配电系统运行方式多样且源荷功率波动具有高频随机性。为解决传统下垂控制下电能质量较低、功率分配不合理和电压动态调节不理想等问题,提出一种将自适应控制、预测控制与下垂控制相结合的控制策略。首先设计直流电压偏差补偿器实时追踪系统的稳定工作电压,并对传统下垂系数设置动态影响因子,自适应调整下垂系数,按各换流站功率裕度合理分配出力;然后在内环电流控制中引入模型预测控制方法,避免因PI参数整定不当弱化控制效果,进一步提高系统的动态响应能力。在PSCAD上搭建双端柔性直流配电系统仿真模型,对不同运行工况进行仿真,验证了该策略的有效性。

柔性直流输电系统显式模型预测低复杂度控制技术下载：86 浏览：495

张虹1 孔冠荀2 杨杨1 葛得初2 代宝鑫1 《电力研究》 2020年1期

摘要:

建立电压源型换流器的高压直流输电系统三阶分段仿射系统模型。针对传统的模型预测控制需要滚动优化的缺点,应用显式模型预测控制的方法,通过多参数二次规划来对状态空间进行凸划分,将原本大量的在线控制计算过程转移到离线阶段进行预计算。为降低其离线计算的复杂度,引入分离函数和误判点的概念,通过严格分离饱和分区的方法,减少需要预计算和划分的分区数量,也间接加快了在线计算时状态量搜索对应分区的速度。通过仿真分析验证了嵌入分离函数后,在负载突增和系统参数变化等环境下显式模型预测控制的控制性能。

考虑多种储能的微能源网多时间尺度协同调度下载：84 浏览：503

卢芳1 王晓梅1 李勇钢1 殷爽睿2 艾芊2 刘祥波1 杨小婷1 《电力研究》 2019年11期

摘要:

为应对含不同类型储能微能源网在实际运行中面临的多种不确定因素,在给出考虑储电、储热、储气设备参与的微能源网日前经济调度策略的基础上,以跟踪日前微能源网与外网交互功率及储能设备能量状态优化结果为主要目标,并尽可能提高可再生能源利用率,基于模型预测控制方法建立了微能源网多时间尺度协同调度模型。算例结果表明,所提方法能有效应对间歇性可再生能源出力波动与负荷预测误差,在保证各储能设备日运行能量平衡的前提下,提出了可控元件的日内平滑出力策略,并提高了微能源网对风电、光伏的消纳能力。

基于自适应模型预测控制的区域能源互联网两阶段协同调度下载：73 浏览：486

殷红旭刘春秀赵金勇耿洪彬李仟成《电力研究》 2018年10期

摘要:

为解决系统内风光可再生能源及冷热电负荷的不确定性造成的运行困难,实现机组出力的精确化和平滑控制,提出一种基于自适应模型预测控制的两阶段区域能源互联网协同优化策略,将优化调度分为日前和日内两个阶段。在日前调度阶段,以总运行成本最小为目标建立系统经济调度机组组合模型;在日内优化阶段,采用自适应的模型预测控制方法,基于各机组的实际运行状态,以前一阶段优化调度出力为参考,对未来有限时域内系统各机组运行状态进行实时滚动修正,消除不确定性的影响,确保系统的稳定运行。算例分析验证了所提出模型及方法的有效性和可行性。

基于模型预测控制的航空发动机传感器容错控制研究下载：136 浏览：2485

张维《中国航空航天科学》 2021年12期

摘要:

飞机已经成为现代社会必不可少的交通工具之一。近年来，科学技术的发展为飞机性能的优化和研发提供了更好的发展途径。航空发动机传感器是飞机控制系统中的重要组成部分，能够有效保障飞机的平稳运行。模型预测控制是能够检验航空发动机传感器的方法之一。基于此，本文以航空发动机为主要研究对象，着重对基于模型预测控制的航空发动机传感器容错控制进行了研究和分析。

先进控制技术在电厂热工过程控制中的应用下载：345 浏览：3914

李昌金杨振宇《动力技术研究》 2022年10期

摘要:

近些年，热工自动化是火力发电厂确保设备安全稳定运行，及促进发电机组经济性，改善劳动条件的重要措施。其要涉及到的问题有两个方面，一是对机组的要求，对电网负荷进行迅速无误的跟踪；二是在电网负荷发生变化时确保机组可以稳定可靠的运行，尤其是机组的主要运行参数，包括主汽压力、温度、汽包水位等，其波动值始终处于可限制范围之内。

新能源风力发电中的控制技术研究下载：83 浏览：889

李同国《中国能源进展》 2024年11期

摘要:

本文针对新能源风力发电领域中的控制技术进行了深入研究，通过对风力发电系统运行特性的分析，探讨了风力发电过程中存在的控制挑战。文章重点介绍了模糊控制、PID控制和模型预测控制等先进控制技术在风力发电中的应用，并分析了这些技术在提高发电效率、稳定性及可靠性方面的优势。通过仿真实验和实际应用案例，验证了所提出控制策略的有效性。本文的研究成果为新能源风力发电控制技术的发展提供了理论依据和实践指导。

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