基于模型预测控制和控制障碍函数的锂电池充电安全控制策略

1

作者 袁婷婷 蔡欣 +1 位作者 任向前 贾港华 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期174-183,共10页

针对现有充电优化策略无法同时满足用户对充电速度、电池健康性及安全性等多重需求的问题,提出基于模型预测控制(MPC)和控制障碍函数(CBF)的锂电池充电安全控制策略。采用控制障碍函数和控制李雅普诺夫函数(CLF)对充电过程中的关键参数... 针对现有充电优化策略无法同时满足用户对充电速度、电池健康性及安全性等多重需求的问题,提出基于模型预测控制(MPC)和控制障碍函数(CBF)的锂电池充电安全控制策略。采用控制障碍函数和控制李雅普诺夫函数(CLF)对充电过程中的关键参数进行约束从而确保充电过程的安全性和稳定性。将电池的荷电状态和健康状态作为优化策略的关键因素,通过MPC优化方法构建一个综合考虑充电效率、电池健康度及用户需求的充电模型。将整体优化目标根据用户的偏好进行细分,得到快速-健康-均衡的充电策略。经验证,所提策略与传统优化策略相比,强化了安全边界,减少了电流的震荡,充电速度提高22.9%。试验结果表明:利用该方法能够满足用户在不同情境下的充电需求,提供全面的充电选择,提高用户充电的满意度。 展开更多

关键词 模型预测控制 控制障碍函数 电池充电 安全

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计及风力发电机转速安全约束的DFIG一次调频模型预测控制策略 被引量：3

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作者 周涛 张锋杨 +2 位作者 徐妍 王亚伦 纪子洋 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期155-164,共10页

针对传统方法控制双馈感应发电机(DFIG)的调频效果过于依赖参数整定的问题,该文提出了一种基于模型预测控制(MPC),计及转速安全约束的风力发电机参与一次调频控制策略。该方法结合风力发电机动力学模型与频率响应模型建立预测模型,通过... 针对传统方法控制双馈感应发电机(DFIG)的调频效果过于依赖参数整定的问题,该文提出了一种基于模型预测控制(MPC),计及转速安全约束的风力发电机参与一次调频控制策略。该方法结合风力发电机动力学模型与频率响应模型建立预测模型,通过线性回归方法变参考值将风力发电机转速的稳定性纳入考虑。相较于虚拟惯性控制等方法将系统频率偏差与转子动能直接关联,该文方法通过建立全新的预测模型,实时统筹考虑整个系统的状态信息,无需反复调整参数,在考虑转速安全性的同时兼顾全局性能。最后,通过实际算例分析验证了该文调频策略的有效性以及相对现有方法的优越性。 展开更多

关键词 双馈感应发电机 一次调频 频率响应模型 模型预测控制 转子动能控制 虚拟惯性控制 转速安全 线性回归

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基于概率论的高边坡爆破振动安全预测及控制研究 被引量：1

3

作者 李启月 李丽 +2 位作者 黄海仙 肖宇航 魏新傲 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期12-18,共7页

为最大程度地削弱高边坡爆破振动对自身及周边构(建)筑物造成的影响,必须准确及时地预测及控制高边坡爆破振动。选取高程差修正后的经验公式作为质点峰值振动速度预测模型,利用最小二乘法原理求解预测模型参数K,α,β。考虑到爆破振动... 为最大程度地削弱高边坡爆破振动对自身及周边构(建)筑物造成的影响,必须准确及时地预测及控制高边坡爆破振动。选取高程差修正后的经验公式作为质点峰值振动速度预测模型,利用最小二乘法原理求解预测模型参数K,α,β。考虑到爆破振动的随机性,假设实测质点峰值振速服从正态分布,将其分布函数标准正态化,最后引入概率论中置信度的概念,建立爆破振动安全水平、最大单段安全药量与安全范围预测及控制模型,并在工程实例中应用。研究结果表明:基于概率论得到的爆破振动预测及控制模型的预测结果可靠性更高。研究结果可为该模型在类似工程爆破振动安全控制中的应用提供参考。 展开更多

关键词 高边坡爆破 质点峰值振动速度预测模型 概率论 安全范围预测及控制模型

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限制水域智能船舶安全航速自适应控制方法

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作者 吴兵 苏鑫 刘佳仑 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1349-1356,共8页

针对大型船舶航速低时乘潮历时长、航速高时下沉量大的问题,本文提出了一种乘潮潮时和下沉量双重约束的智能船舶安全航速自适应控制方法。通过对比分析不同航速推算公式,引入BarrassⅡ型公式,研究了船舶航行下沉量与最大安全航速的关系... 针对大型船舶航速低时乘潮历时长、航速高时下沉量大的问题,本文提出了一种乘潮潮时和下沉量双重约束的智能船舶安全航速自适应控制方法。通过对比分析不同航速推算公式,引入BarrassⅡ型公式,研究了船舶航行下沉量与最大安全航速的关系。基于四自由度船舶运动模型,结合富裕水深和乘潮航行需求,构建了动态安全航速约束框架。通过动态约束与非线性模型预测控制,设计了安全航速约束的代价函数,并使用Lyapunov函数证明稳定性,实现了在内河水深吃水比受限情况下的航速自适应控制。在长江吴淞口仿真环境中,验证了控制器的有效性,5种增益矩阵下的平均乘潮路程完成率为98.84%,且控制器能根据船舶运动状态和环境调整航速,始终保持在安全范围内。所提出方法能根据水深实现动态航速控制,并满足大型船舶乘潮航行需求。 展开更多

关键词 智能船舶 船舶下沉量 乘潮航行 动态约束 安全航速 自适应控制 非线性模型预测控制 轨迹跟踪

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约束非线性系统理想点多目标安全预测控制 被引量：3

5

作者 何德峰 操佩颐 岑江晖 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期355-363,共9页

考虑具有状态和控制约束的仿射非线性系统多目标安全控制问题,本文提出一种保证安全和稳定的多目标安全模型预测控制(MOSMPC)策略.首先通过理想点逼近方法解决多个控制目标的冲突问题.其次,利用控制李雅普诺夫障碍函数(CLBF)参数化局部... 考虑具有状态和控制约束的仿射非线性系统多目标安全控制问题,本文提出一种保证安全和稳定的多目标安全模型预测控制(MOSMPC)策略.首先通过理想点逼近方法解决多个控制目标的冲突问题.其次,利用控制李雅普诺夫障碍函数(CLBF)参数化局部控制律,并确定系统不安全域.在此基础上,构造非线性系统的参数化双模控制器,减少在线求解模型预测控制(MPC)优化问题的计算量.进一步,应用双模控制原理和CLBF约束,建立MOSMPC策略的递推可行性和闭环系统的渐近稳定性,并保证闭环系统状态避开不安全域.最后,以加热系统的多目标控制为例,验证了本文策略的有效性. 展开更多

关键词 非线性系统 模型预测控制 多目标控制 安全控制 稳定性

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计及线路热惯性效应的模型预测控制安全经济调度模型 被引量：10

6

作者 冯凯 应展烽 +2 位作者 陈汹 吴军基 张旭东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1875-1883,共9页

基于模型预测控制(MPC)理论,提出一种计及输电导线热惯性效应的安全经济调度模型。该模型首先以自回归滑动平均(ARMA)模型进行沿线气象预测,以直流潮流下的灵敏度矩阵进行线路电流预测,在此基础上对未来时域内的导线温度做出估计。随后... 基于模型预测控制(MPC)理论,提出一种计及输电导线热惯性效应的安全经济调度模型。该模型首先以自回归滑动平均(ARMA)模型进行沿线气象预测,以直流潮流下的灵敏度矩阵进行线路电流预测,在此基础上对未来时域内的导线温度做出估计。随后,以最高允许温度对导线温度估计值进行限定,取代传统输送容量的载流量约束,构建二次规划形式的滚动优化调度模型。最后,以实际测量所得输出信息作为反馈构成控制闭环,及时修正调度策略。所提模型一方面利用线路热惯性提高了调度决策的经济程度,另一方面通过引入闭环加强了调度决策的抗干扰能力。算例仿真结果验证了模型的有效性。 展开更多

关键词 安全经济调度 热惯性 模型预测控制 滚动优化

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基于矩阵变换器的飞轮储能模型预测控制策略 被引量：2

7

作者 王云辉 张建伟 +1 位作者 田桂珍 刘广忱 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期26-33,共8页

飞轮储能系统常用的背靠背变换器中间存在直流环节及电解电容,使得变换器体积庞大,而且直流环节电解电容器会带来直流电压控制、寿命和维护成本等问题。针对上述问题,采用矩阵变换器作为飞轮储能系统的控制变换器,有效地融入了矩阵变换... 飞轮储能系统常用的背靠背变换器中间存在直流环节及电解电容,使得变换器体积庞大,而且直流环节电解电容器会带来直流电压控制、寿命和维护成本等问题。针对上述问题,采用矩阵变换器作为飞轮储能系统的控制变换器,有效地融入了矩阵变换器的优势,避免了背靠背变流器中直流环节及电解电容带来的问题。在分析储能系统工作原理的基础上,考虑到矩阵变换器电压传输比的限制,通过理论计算得出基于矩阵变换器的飞轮储能系统的运行范围。通过理论分析得到了飞轮储能系统功率与飞轮转速的关系,然后利用转速外环电流内环的双闭环控制方式实现对飞轮储能系统的控制。电流内环采用模型预测控制策略对矩阵变换器进行控制,从而实现飞轮储能系统的充放电控制。Matlab/Simulink中的仿真结果验证了运行范围分析的准确性和所提控制策略的有效性. 展开更多

关键词 飞轮储能系统 充放电控制 矩阵变换器 永磁同步电机 模型预测控制 运行范围

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基于多模型切换的大范围预测函数控制 被引量：4

8

作者 张智焕 王树青 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期290-292,297,共4页

针对实际对象在不同工况下的模型参数变化或突变 ,提出了基于多模型的预测函数控制方法 .不同工况采用不同模型 ,通过在线计算模型匹配程度和控制权重来适应对象模型参数的突变 ,同一工况慢时变采用预测函数控制来提高鲁棒性 ,以适应复... 针对实际对象在不同工况下的模型参数变化或突变 ,提出了基于多模型的预测函数控制方法 .不同工况采用不同模型 ,通过在线计算模型匹配程度和控制权重来适应对象模型参数的突变 ,同一工况慢时变采用预测函数控制来提高鲁棒性 ,以适应复杂系统的要求 .仿真结果表明该方法对参数突变跟踪快 ,且有极强的鲁棒性 . 展开更多

关键词 多模型 大范围预测函数控制 模型匹配程度

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车辆队列自适应模型预测控制 被引量：2

9

作者 于鑫雨 李刚 +1 位作者 陈桂洋 逄淑一 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2024年第12期59-66,共8页

为了解决车辆队列之间车间距过长且稳定收敛速度较慢情况,以及车辆队列前车急减速工况下易于出现后车与前车碰撞问题,研究了一种车辆队列自适应模型预测控制方法。建立了车辆队列模型,设计了一种改进的可变车头时矩的车间距算法,基于模... 为了解决车辆队列之间车间距过长且稳定收敛速度较慢情况,以及车辆队列前车急减速工况下易于出现后车与前车碰撞问题,研究了一种车辆队列自适应模型预测控制方法。建立了车辆队列模型,设计了一种改进的可变车头时矩的车间距算法,基于模型预测控制理论设计了上层控制器,后车根据前车信息计算加速度,设计模糊控制器对模型预测控制权重比进行动态调整,提高控制精度。在Matlab/Simulink和CarSim软件平台中建立联合仿真模型,设计仿真实验工况,进行对比实验验证。结果表明,文中提出的方法车间距控制效果好,收敛稳定速度快,提高了行驶安全性。 展开更多

关键词 队列纵向控制 模型预测控制 车辆队列 安全性 模糊控制

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约束非线性系统保安全和稳定的双模经济模型预测控制 被引量：1

10

作者 何德峰 徐山 余世明 《高技术通讯》 CAS 2021年第3期232-239,共8页

考虑输入仿射非线性约束系统的安全与经济优化控制问题,提出一种约束非线性系统高效安全经济模型预测控制(SEMPC)策略。首先引入控制李雅普诺夫障碍函数(CLBF)概念,设计系统运行安全约束和参数化非线性局部控制律。为平衡SEMPC的在线计... 考虑输入仿射非线性约束系统的安全与经济优化控制问题,提出一种约束非线性系统高效安全经济模型预测控制(SEMPC)策略。首先引入控制李雅普诺夫障碍函数(CLBF)概念,设计系统运行安全约束和参数化非线性局部控制律。为平衡SEMPC的在线计算量和经济优化性能,构造约束非线性系统的参数化双模模型预测控制(MPC)控制器,其中,控制器自由参数在系统状态进入终端域后在线优化确定。进一步,应用双模控制原理和控制李雅普诺夫函数性质,证明SEMPC策略的递推可行性和闭环系统的渐近稳定性。最后,通过对一连续搅拌釜反应器的安全、经济和稳定控制的仿真实验,验证了本文策略的有效性。 展开更多

关键词 经济模型预测控制(EMPC) 约束非线性系统 安全控制 稳定性

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一种新型车载充电DC-DC变换器的变论域模糊PI预测控制

11

作者 尚俊杰 曹太强 +2 位作者 林轩 代锦 郑敏 《电源学报》 北大核心 2025年第6期76-85,共10页

针对传统车载充电DC-DC变换器软开关范围窄、动态响应差及整流二极管存在电压尖峰等问题,设计了1种新型宽范围软开关全桥变换器,并采用1种变论域模糊PI与模型预测相结合的双闭环控制策略。首先,分析新型全桥变换器的工作模态,建立简化... 针对传统车载充电DC-DC变换器软开关范围窄、动态响应差及整流二极管存在电压尖峰等问题,设计了1种新型宽范围软开关全桥变换器,并采用1种变论域模糊PI与模型预测相结合的双闭环控制策略。首先,分析新型全桥变换器的工作模态,建立简化后的变换器状态空间平均模型。然后,在电流环采用模型预测控制,并进行补偿改进,得到k+2时刻电感电流的预测表达式,进而改善实际系统的大时滞问题。其次,将电压环改用模糊论域自适应的变论域模糊PI控制,优化系统适应性、提高控制精度。仿真结果表明,新型变换器的软开关范围扩大至30%负载,并消除了整流二极管电压尖峰。所提控制策略在负载突变情况下,输出电压调节时间分别减少17.8%、25.6%和12.9%、9.1%。最后通过实验验证了所提拓扑和控制策略的有效性。 展开更多

关键词 DC-DC变换器 宽范围软开关 变论域模糊PI 模型预测控制

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基于模型预测控制的汽车底盘协调控制策略 被引量：16

12

作者 宗长富 陈国迎 +2 位作者 梁赫奇 田承伟 杜江泽 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期1-7,共7页

通过电子控制系统主动干预车辆的纵向、横向和垂向动力学特性,可以提高车辆的稳定性和操纵性,进而保证车辆的安全行驶。将主动转向、主动横摆力矩控制和主动悬架结合,根据轮胎的力学特性,利用模型预测控制策略,通过轮胎力分配,实现底盘... 通过电子控制系统主动干预车辆的纵向、横向和垂向动力学特性,可以提高车辆的稳定性和操纵性,进而保证车辆的安全行驶。将主动转向、主动横摆力矩控制和主动悬架结合,根据轮胎的力学特性,利用模型预测控制策略,通过轮胎力分配,实现底盘三向动力学的协调控制,并进行了仿真验证,结果表明与两向动力学协调控制相比,该控制策略可以有效提高整车的主动安全性。 展开更多

关键词 汽车 主动安全 底盘协调控制 模型预测控制

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基于模型预测控制的汽车紧急换道控制研究 被引量：9

13

作者 张凤娇 魏民祥 +1 位作者 黄丽琼 赵万忠 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第3期57-64,共8页

针对高速行驶车辆纵向制动避撞的不足,以及传统控制方法难以求解换道过程中的多目标多约束问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的汽车紧急换道控制策略。该策略以三自由度车辆动力学模型为预测基础模型,规划了期望换道路径曲线,建立... 针对高速行驶车辆纵向制动避撞的不足,以及传统控制方法难以求解换道过程中的多目标多约束问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的汽车紧急换道控制策略。该策略以三自由度车辆动力学模型为预测基础模型,规划了期望换道路径曲线,建立了合适的安全距离模型,并以车辆前轮转角为控制变量,以跟踪期望路径为控制目标,将最优控制转化为二次规划问题求解。仿真结果表明,紧急换道控制系统能控制车辆在高速情况下完成期望换道路径规划,重合度高并且具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 紧急换道 换道路径 安全距离模型 模型预测控制

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基于模型预测控制的汽车操纵逆问题研究 被引量：4

14

作者 刘英杰 刘云 郭姗姗 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期304-310,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 主动安全性 车辆系统动力学 逆问题 模型预测控制

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变母线电压工况下开绕组PMSM单矢量模型预测转矩优化控制 被引量：5

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作者 魏佳丹 徐家扬 +3 位作者 陶文杰 王艺威 周波 周开放 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期772-782,共11页

为改善双电源供电型开绕组永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine,PMSM)在采用传统单矢量MPTC控制策略时转矩脉动大、计算复杂度高、权重系数较难整定的问题,该文提出一种基于电压矢量幅值的最优矢量快速选取方法,利用无... 为改善双电源供电型开绕组永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine,PMSM)在采用传统单矢量MPTC控制策略时转矩脉动大、计算复杂度高、权重系数较难整定的问题,该文提出一种基于电压矢量幅值的最优矢量快速选取方法,利用无差拍预测转矩控制思想,直接预测出参考电压矢量,消除评价函数中的权重系数,分析变母线电压工况下的基本电压矢量变化趋势,结合扇区细分的思想,对不同电压比例下的矢量选取方法进行分析推导,充分考虑了双电源供电型开绕组PMSM拓扑的所有基本电压矢量,采用类似开关表的方法建立了不同扇区内的最优矢量选取方法,降低算法的计算复杂度,有效改善了电机的转矩脉动。实验结果表明,该文提出的单矢量模型预测转矩控制策略在宽母线电压比例范围内均能获得较好的电机控制效果。 展开更多

关键词 开绕组永磁同步电机 无差拍预测转矩控制 单矢量模型预测转矩控制 最优矢量选取方法 宽母线电压比例范围

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基于模型预测控制的汽车换道操纵逆问题求解 被引量：3

16

作者 刘英杰 赵又群 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期120-124,共5页

传统的控制方法不适合求解汽车转向换道操纵过程的多约束问题,为此,文中将模型预测控制(MPC)方法用于求解汽车换道操纵逆动力学问题,以驾驶员对汽车施加的转角输入为控制变量,以最佳轨迹完成障碍物转向避让过程为控制目标,将最优控制问... 传统的控制方法不适合求解汽车转向换道操纵过程的多约束问题,为此,文中将模型预测控制(MPC)方法用于求解汽车换道操纵逆动力学问题,以驾驶员对汽车施加的转角输入为控制变量,以最佳轨迹完成障碍物转向避让过程为控制目标,将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,文中提出的模型预测控制方法在求解复杂和多约束的车辆运行轨迹的最佳转向输入问题时具有潜在的优势,可以成功求解汽车换道操纵逆动力学问题. 展开更多

关键词 车辆动力学 主动安全性 换道 模型预测控制 驾驶员行为

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基于免疫优化的电力系统电压安全非线性预测控制 被引量：1

17

作者 李艳君 David J.Hill 吴铁军 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第16期25-31,共7页

提出了一种基于免疫优化的非线性预测控制方法来求解电力系统电压安全控制问题。采用基于非线性微分一代数方程的电力系统模型来预测系统行为。提出一种目标分段协调方法,以便在不同的预测时段根据系统响应情况调整各子目标的重要性,通... 提出了一种基于免疫优化的非线性预测控制方法来求解电力系统电压安全控制问题。采用基于非线性微分一代数方程的电力系统模型来预测系统行为。提出一种目标分段协调方法,以便在不同的预测时段根据系统响应情况调整各子目标的重要性,通过Pareto意义下的目标加权将这些子目标集成为一个集总目标函数。提出一种免疫算法,用具有多基因链结构的抗体来表达复杂优化问题的候选解特征;采用模式识别技术提取优良抗体的基因模式,并利用算法的学习和记忆能力识别各预测时段内已求解的优化问题类型,为未来预测时段内的最优解搜索过程估计出较好的初始解,加快最优解搜索速度。将此方法和基于树搜索算法的非线性预测控制方法通过一个6母线电力系统实例进行了仿真研究,性能比较的结果表明,本文提出的算法具有更强的优化搜索能力和更好的实时性。 展开更多

关键词 模型预测控制 非线性系统 免疫算法 电压安全控制 电力系统控制

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基于行车安全场模型的交叉口车辆控制算法 被引量：7

18

作者 金立生 郭柏苍 +2 位作者 谢宪毅 华强 郑义 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期753-760,共8页

为了提高网联环境无信号交叉口自动驾驶车辆的行车安全与通行效率问题,首先,建立无信号交叉口的行车安全场模型,构建包括车辆动力性能、制动性能以及通行交叉口所有车辆行车风险的目标函数,并设定相应的约束条件;然后,采用模型预测控制... 为了提高网联环境无信号交叉口自动驾驶车辆的行车安全与通行效率问题,首先,建立无信号交叉口的行车安全场模型,构建包括车辆动力性能、制动性能以及通行交叉口所有车辆行车风险的目标函数,并设定相应的约束条件;然后,采用模型预测控制方法优化驶向交叉口车辆的行车策略;最后,基于VISSIM、MATLAB和NS3构建联合仿真试验平台,分别以车辆碰撞冲突类型、行车风险改善和道路拥堵程度验证并分析算法性能.试验结果表明:在车流量和流量容积比大于1.0时,相比于传统的感应控制系统,本文提出的算法在延误时间、行程时间、冲突数目和通行能力的收益率分别大于90%、10%、10%和5%;在通信延迟低于100 ms,数据丢包在35%内,仍能够保证交叉口内车辆的通行效率. 展开更多

关键词 交通安全 无信号交叉口 模型预测控制 行车安全场 车辆协同控制

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无权重系数的永磁电机宽范围预测速度控制 被引量：2

19

作者 张秀云 王志强 刘涛 《电子测量技术》 北大核心 2023年第9期77-84,共8页

为提高永磁同步电机系统的宽范围调速精度和动态响应性能,并解决预测速度控制中传统价值函数权重系数难以调整的问题,本文提出一种无权重系数的永磁电机系统快速预测速度控制策略,并结合电压矢量优化提出一种新的拓宽调速范围的方法。... 为提高永磁同步电机系统的宽范围调速精度和动态响应性能,并解决预测速度控制中传统价值函数权重系数难以调整的问题,本文提出一种无权重系数的永磁电机系统快速预测速度控制策略,并结合电压矢量优化提出一种新的拓宽调速范围的方法。首先建立PMSM离散化模型,并进行参考电压矢量的预测,之后改进价值函数到电压量纲以省去权重系数,并根据参考电压矢量所在扇区位置进行备选矢量的选择,以缩短计算次数。同时为拓宽PMSM的调速范围,结合电压比较法,并从α-β坐标系电流极限和电压极限角度分析,辅以电压矢量调节时间的修正以实现对电流和电压的限制。最后,通过实验研究证明所提出的控制策略能够满足宽范围调速的动稳态需求,且无需权重系数整定。 展开更多

关键词 有限控制集模型预测控制 永磁同步电机 宽范围调速 权重系数

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航天器模型预测控制方法综述 被引量：5

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作者 沈强 赵泽阳 +1 位作者 康泽禹 张祎 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期941-955,共15页

随着人类航天活动的增加,空间任务正朝着需要满足多重约束和高性能的方向发展。模型预测控制(Modelpredictive control,MPC)得益于其在处理约束优化问题上的能力,近年来已在航天器控制中得到了广泛研究。本文首先回顾了MPC的发展历程,... 随着人类航天活动的增加,空间任务正朝着需要满足多重约束和高性能的方向发展。模型预测控制(Modelpredictive control,MPC)得益于其在处理约束优化问题上的能力,近年来已在航天器控制中得到了广泛研究。本文首先回顾了MPC的发展历程,并基于该方法的基本形式,对其在航天器中的应用做了分类研究。然后,针对空间环境中的不确定性,依次总结鲁棒和随机两种MPC方法以及它们在航天器上的应用情况。在此基础上,考虑到航天器的安全性问题,总结现有研究中关于避障和容错的预测控制方法。针对MPC方法计算量大的缺陷,本文也从控制器的求解策略和求解方式出发,梳理了具有高计算效率的模型预测控制方法,包括分散式/分布式方法以及显式方法。最后,根据航天器的当前实际需求和未来发展,为MPC方法在航天器控制中的进一步研究提出了几点建议。 展开更多

关键词 航天器控制 模型预测控制 不确定性 安全性 计算效率

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