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基于扩张状态观测器的永磁直线同步电机改进模型预测电流控制 被引量:3
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作者 赵希梅 孙文浩 金鸿雁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期34-42,共9页
针对永磁直线同步电机(PMLSM)模型预测电流控制(MPCC)中存在的电流脉动过大、在线计算复杂的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的改进MPCC策略。利用最优电压矢量相角和重新划分后的电压矢量扇区,改进第一电压矢量的选取方式,减小... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)模型预测电流控制(MPCC)中存在的电流脉动过大、在线计算复杂的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的改进MPCC策略。利用最优电压矢量相角和重新划分后的电压矢量扇区,改进第一电压矢量的选取方式,减小第二电压矢量选择范围,以实现电压矢量的快速选取,进而降低电流脉动。同时,为了提高PMLSM抗负载扰动能力,通过ESO对扰动进行观测,将观测到的扰动转换为电流进行补偿,提高系统的鲁棒性,且补偿电流可起到进一步减小电流脉动的作用。仿真结果表明,所提出的控制方法切实可行,与MPCC相比,基于ESO的改进MPCC系统具有更好的控制性能、更小的电流脉动和较强的鲁棒性能。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 改进模型预测电流控制 扩张状态观测器 最优电压矢量相角 电流脉动 鲁棒性
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基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF技术研究 被引量:1
2
作者 文翌铖 陈亦文 +2 位作者 童筱涵 江加辉 监浩军 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第S01期186-196,共11页
基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF,仅通... 基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF,仅通过基波同步旋转坐标系实现对所有谐波的控制。首先,使用PI加重复控制的电流环复合控制得到上、下桥臂预导通子模块数,在此基础上进行多步交流侧电流模型预测,最终得到桥臂投入子模块数的最优解,缩小了寻找目标函数最优电平的搜索范围,无需设计权重因子,每相桥臂子模块的总投入数为[N-1,N+1],交流侧输出电平数最大可达2N+1,提高了MMC-APF交流侧电流补偿精度,并改善了系统动态性能。最后,搭建了MMC-APF平台,仿真和实验结果与理论分析一致,进一步验证了所提研究方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平变换器 有源电力滤波器 非线性负载 PI加重复控制 改进有限状态多步模型预测控制
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模块化多电平变换器改进两段式模型预测控制 被引量:2
3
作者 李天皓 姚磊 张帅龙 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期96-104,共9页
基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交... 基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交流侧输出电流。推导了MMC离散数学模型,并构建无权重因子的代价函数,通过计算实际电流与参考电流包围的最小面积重新定义同一周期内两阶段开关信号的占空比,并引入一种附加冗余子模块的方法抑制桥臂环流,接着提出一种败者树多路归并排序算法均衡电容电压。在MATLAB/Simulink平台搭建三相23电平MMC仿真模型验证该策略的有效性。相比于两段式模型预测控制,所提策略的交流侧输出电流跟踪更加精准,谐波畸变率更小。 展开更多
关键词 模块化多电平变换器 改进两段式模型预测控制 附加冗余子模块 电容电压均衡 总谐波畸变率
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改进的并网逆变器模型预测控制方法 被引量:12
4
作者 张子成 陈阿莲 邢相洋 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期137-143,共7页
三相并网逆变器因具有高效率、高功率以及低成本等优点而备受关注,模型预测控制鲁棒性强、动态响应快,因此被广泛应用于并网逆变器的控制中。但传统预测控制存在开关状态切换不规律的缺点,将降低电流跟踪精度,产生输出脉动和电磁噪声。... 三相并网逆变器因具有高效率、高功率以及低成本等优点而备受关注,模型预测控制鲁棒性强、动态响应快,因此被广泛应用于并网逆变器的控制中。但传统预测控制存在开关状态切换不规律的缺点,将降低电流跟踪精度,产生输出脉动和电磁噪声。针对上述缺点,提出了一种基于开关状态选择和矢量作用时间的改进预测控制方法,将矢量作用时间作为一个维度参与控制,使电流的跟踪精度得到改善,并减少逆变器输出电流畸变和电磁噪声。仿真和实验结果验证了算法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 三相并网逆变器 改进预测控制 电流跟踪精度 开关切换 有效作用时间
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基于改进模型预测控制的微电网能量管理策略 被引量:38
5
作者 窦晓波 晓宇 +3 位作者 袁晓冬 吴在军 刘晶 胡敏强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期56-65,共10页
微电网中分布式电源出力具有间歇性、波动性等特点,并且负荷形式多样,分布式电源和负荷的不确定性会导致微电网能量优化的不确定性。为了更好地解决上述问题,提出了一种基于改进模型预测控制(MPC)的双层多时间尺度微电网优化策略。传统... 微电网中分布式电源出力具有间歇性、波动性等特点,并且负荷形式多样,分布式电源和负荷的不确定性会导致微电网能量优化的不确定性。为了更好地解决上述问题,提出了一种基于改进模型预测控制(MPC)的双层多时间尺度微电网优化策略。传统MPC优化中某些模型参数固定,难以及时处理系统中的突发扰动;并且传统MPC的单个优化周期时长有限,难以处理一些与时间相关或影响优化结果全局性的复杂约束。根据微电网中不确定性因素及复杂约束提出MPC的自适应改进,能更好地适应微电网设备投切灵活、发电功率受外界影响大等特性,更好地保障系统的鲁棒性与优化的精确性。基于日前计划优化出未来的能量分配及负荷调度;在日内基于改进MPC并参考日前优化结果进行实时能量优化,从而使目标更优,提高结果的准确性。最后应用MATLAB进行仿真,证明了所提策略的适用性和准确性。 展开更多
关键词 微电网(微网) 多时间尺度 改进模型预测控制 能量优化
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改进的广义预测控制设计与仿真 被引量:1
6
作者 兰艳亭 黄晋英 陈晓栋 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2015年第8期114-116,121,共4页
改进的广义预测控制算法保留了广义预测控制算法的基本特征和优点,另外,此算法中考虑了被控对象的纯延时。针对火电厂锅炉燃烧控制系统具有非线性、大滞后、强耦合、强干扰等特点将改进的广义预测控制应用于锅炉燃烧控制系统中。该方法... 改进的广义预测控制算法保留了广义预测控制算法的基本特征和优点,另外,此算法中考虑了被控对象的纯延时。针对火电厂锅炉燃烧控制系统具有非线性、大滞后、强耦合、强干扰等特点将改进的广义预测控制应用于锅炉燃烧控制系统中。该方法先利用预测模型得到系统未来时刻输出,然后将设定输出和预测误差变化率作为自适应控制器的输入,控制器利用遗忘因子递推增广最小二乘法推理得到控制输出。仿真实验表明,这种方法可以提高系统的动态性能,比广义预测控制算法具有更好的控制品质,它将会有较好的工程应用前景。 展开更多
关键词 改进广义预测控制 燃烧系统 参数估计 MATLAB仿真
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弱电网情况下基于改进型有限集模型预测控制新型三相三电平整流器的研究 被引量:3
7
作者 张贞艳 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期59-68,共10页
传统三相三电平整流器开关多、控制复杂、损耗大,为此提出一种新型三相三电平整流器拓扑。在弱电网中,电网电压不平衡现象不可避免,当电网电压不平衡时,传统的控制算法计算量大、控制复杂且电网电流畸变严重。为使新型三相三电平整流器... 传统三相三电平整流器开关多、控制复杂、损耗大,为此提出一种新型三相三电平整流器拓扑。在弱电网中,电网电压不平衡现象不可避免,当电网电压不平衡时,传统的控制算法计算量大、控制复杂且电网电流畸变严重。为使新型三相三电平整流器在弱电网条件下正常运行,提出一种改进型有限集模型预测控制方法,实现电网电流的快速跟踪、谐波抑制及直流侧中点电压的平衡控制。首先分析了新型拓扑结构的工作原理及数学模型;然后构造了弱电网条件下新型三相三电平整流器的电流指令值;最后针对新型三相三电平整流器提出改进型有限集模型预测控制。仿真与实验验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 弱电网 新型三相三电平整流器 改进型有限集模型预测控制 中点电压控制
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基于自适应神经模糊推理系统的连续搅拌反应釜系统的改进广义预测控制 被引量:8
8
作者 高钰凯 许娣 +1 位作者 赵涛 佃松宜 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第11期4404-4409,共6页
连续搅拌反应釜(continuously stirred tank reactor,CSTR)是典型的非线性、大滞后的化工对象。为克服传统控制方法难以建立其机理模型的难点,基于对实际工业现场采集得到的大量输入输出数据,提出采用自适应神经模糊推理系统(adaptive-n... 连续搅拌反应釜(continuously stirred tank reactor,CSTR)是典型的非线性、大滞后的化工对象。为克服传统控制方法难以建立其机理模型的难点,基于对实际工业现场采集得到的大量输入输出数据,提出采用自适应神经模糊推理系统(adaptive-network-based fuzzy inference system, ANFIS)的方法,得到CSTR系统较理想的输入输出关系规则库,即CSTR系统的T-S模糊模型。最后,通过改进的广义预测控制(Jin’s generalized predictive control, JGPC)算法对CSTR系统的浓度进行控制,并与常规的广义预测控制(generalized predictive control,GPC)算法、比例-积分-微分(proportion integral differential,PID)控制算法进行对比,仿真结果显示,JGPC算法的控制效果优于GPC算法和PID控制算法,证明了方法的有效性。 展开更多
关键词 连续搅拌反应釜(CSTR) 自适应神经模糊推理系统(ANFIS) T-S模糊模型 改进广义预测控制(JGPC)算法
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基于波形相似度检测的换相失败预测控制改进方法 被引量:7
9
作者 刘健 刘磊 林圣 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期132-139,共8页
换相失败是高压直流输电系统常见故障之一。为抑制直流输电系统逆变器换相失败的发生,目前实际工程普遍采用换相失败预测控制(CFPREV)环节。但该环节易受故障合闸角的影响,在某些故障合闸角下,零序电压指标的变化趋势与故障严重程度变... 换相失败是高压直流输电系统常见故障之一。为抑制直流输电系统逆变器换相失败的发生,目前实际工程普遍采用换相失败预测控制(CFPREV)环节。但该环节易受故障合闸角的影响,在某些故障合闸角下,零序电压指标的变化趋势与故障严重程度变化趋势相悖,这将严重制约其启动速度,不利于换相失败抑制。文中在CFPREV基础上,提出一种基于波形相似度检测的CFPREV改进方法,利用Pearson相关系数实时表征零序电压波形变化,快速检测故障,规避了原CFPREV在某些故障合闸角下启动慢的不足。基于CIGRE标准测试模型的仿真结果表明,所提出的控制策略可以消除故障合闸角对原CFPREV的影响,提高CFPREV环节动作灵敏性,在一定程度上抑制直流输电系统首次换相失败。 展开更多
关键词 高压直流输电 换相失败 故障合闸角 波形相似度 改进换相失败预测控制
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一种基于改进模型预测控制算法的空间矢量PWM虚拟磁链直接功率控制策略 被引量:14
10
作者 陈伟丽 刘沛津 +1 位作者 彭莉峻 郭佳 《电测与仪表》 北大核心 2019年第14期110-115,136,共7页
虚拟磁链定向的空间矢量PWM直接功率控制(VF-DPC-SVM)策略的功率内环PI控制参数整定过程复杂,电压型整流器(VSR)控制稳定性不高、快速性较差。对此,提出虚拟磁链定向的改进模型预测直接功率控制(VF-MPDPC)策略。在功率内环用模型预测控... 虚拟磁链定向的空间矢量PWM直接功率控制(VF-DPC-SVM)策略的功率内环PI控制参数整定过程复杂,电压型整流器(VSR)控制稳定性不高、快速性较差。对此,提出虚拟磁链定向的改进模型预测直接功率控制(VF-MPDPC)策略。在功率内环用模型预测控制(MPC)算法代替PI控制器改善VSR的控制系能,并引入内模反馈校正环节在每个采样周期修正功率的预测给定值,通过改进的MPC模型实现对瞬时功率的高精度跟踪。仿真分析表明:改进的VF-MPDPC策略使系统稳态时调整时间短,响应快,电网污染小,输出母线电压质量高,功率纹波小;动态响应鲁棒性高,稳定性能好。 展开更多
关键词 虚拟磁链 直接功率控制 PI控制 改进模型预测控制算法 内模反馈校正
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混合动力汽车燃油经济性模型预测控制策略 被引量:2
11
作者 徐东 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第2期124-128,共5页
为了实现对混合动力汽车实时的燃油经济性控制,提出了改进的马尔可夫模型预测控制方法。建立了混合动力汽车关键部件模型,从克服阻力和速度跟踪两个方面建立了车辆需求转矩模型,从而建立了混合动力汽车仿真模型;使用多步马尔可夫模型预... 为了实现对混合动力汽车实时的燃油经济性控制,提出了改进的马尔可夫模型预测控制方法。建立了混合动力汽车关键部件模型,从克服阻力和速度跟踪两个方面建立了车辆需求转矩模型,从而建立了混合动力汽车仿真模型;使用多步马尔可夫模型预测车辆状态;在模型预测控制目标函数中引入电量参考值,当电量大于参考值时使用模型预测最优控制策略,当电量低于参考值时,在目标函数中引入电量惩罚项,使用改进的模型预测控制策略。经仿真验证,在新欧洲行驶工况下,马尔可夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了4.27%,比规则能量管理策略减少了4.99%;在中国城市工况下,马尔科夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了8.32%,比规则能量管理策略减少了13.16%。 展开更多
关键词 混合动力汽车 燃油经济性控制 多步马尔科夫模型 改进模型预测控制
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基于扩张状态观测器的电机模型预测鲁棒控制 被引量:2
12
作者 刘洋 孔国利 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第12期135-140,共6页
为了有效补偿阻尼摄动、未知负载以及电磁干扰对永磁同步电机的影响,并提高电机的控制精度,提出了一种基于扩张状态观测器的模型预测鲁棒控制方法。首先建立了带有阻尼摄动、未知负载以及电磁干扰等复合干扰的永磁同步电机模型,然后设... 为了有效补偿阻尼摄动、未知负载以及电磁干扰对永磁同步电机的影响,并提高电机的控制精度,提出了一种基于扩张状态观测器的模型预测鲁棒控制方法。首先建立了带有阻尼摄动、未知负载以及电磁干扰等复合干扰的永磁同步电机模型,然后设计了扩张状态观测器来准确估计复合干扰,并引入复合干扰估计结果来改进传统模型预测控制的鲁棒性,最后提出了预测输出和代价函数,通过滚动优化后得到改进模型预测控制律,实现了对永磁同步电机的鲁棒控制。仿真结果表明:设计的扩张状态观测器能够快速准确估计出复合干扰,最大估计误差仅为0.2 r/min 2,且改进的模型预测控制方法能够准确跟踪指令信号,转速和加速度最大误差分别为0.3 r/min和0.3 r/min 2,在测试实验中的转速最大误差仅为0.5 r/min,可有效消除永磁同步电机的各种干扰的影响,从而大幅改善了对工件的加工精度。 展开更多
关键词 永磁同步电机 复合干扰 扩张状态观测器 改进模型预测控制 鲁棒控制
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基于DMA与改进GPC算法的超细缝合线直径控制技术 被引量:1
13
作者 王德明 隋修武 +2 位作者 张杨 万凯新 石峰 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期349-358,共10页
针对传统超细医用可吸收缝合线的线径检测速度慢、精度低,且因缝合线成形过程不易控制导致线径不均的问题,提出了一种适用于此类缝合线的快速测量与高精度控制方法,并设计了对应的控制系统.该系统基于嵌入式系统STM32,搭载线阵电荷耦合... 针对传统超细医用可吸收缝合线的线径检测速度慢、精度低,且因缝合线成形过程不易控制导致线径不均的问题,提出了一种适用于此类缝合线的快速测量与高精度控制方法,并设计了对应的控制系统.该系统基于嵌入式系统STM32,搭载线阵电荷耦合器件(charge-coupled device, CCD)图像传感器、14位CCD信号处理器AD9822、直接存储器访问(direct memory access, DMA)以及改进的自适应广义预测控制(generalized predictive control, GPC)算法.将该控制技术应用于JK1601型纺丝机上可以制作出了满足美国药典第32版要求的缝合线样本,且线径的均匀性从原来的74.6%提升到95%以上. 展开更多
关键词 超细医用可吸收缝合线 电荷耦合器件 AD9822 嵌入式系统 改进广义预测控制算法
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智能汽车换道避障路径规划与跟踪控制 被引量:7
14
作者 宋洁 张小俊 张云龙 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第10期43-50,20,共9页
为了提高智能汽车换道行驶的安全性,提出一种智能汽车换道避障的控制方法。基于驾驶员的换道行为数据,对实际驾驶员的换道行为进行分析,通过聚类分析得到不同车速区间下换道过程中的方向盘转角数据;借助商业场景软件PreScan对换道轨迹... 为了提高智能汽车换道行驶的安全性,提出一种智能汽车换道避障的控制方法。基于驾驶员的换道行为数据,对实际驾驶员的换道行为进行分析,通过聚类分析得到不同车速区间下换道过程中的方向盘转角数据;借助商业场景软件PreScan对换道轨迹进行还原,对传统的模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法进行改进,以实际驾驶员的换道轨迹作为控制算法的输入,开发了一套仿驾驶员换道系统,并基于dSPACE仿真机柜搭建一套模型在环(Model In Looping,MIL)测试平台,对开发的仿驾驶员换道系统的策略与性能进行仿真测试。结果表明,仿驾驶员换道系统可以较好地避开障碍物完成换道操作,并且保持较好的安全性与稳定性。 展开更多
关键词 智能汽车 换道避障 模型预测控制算法改进 模型在环测试平台
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改进 MPC 的无人驾驶汽车路径规划研究 被引量:2
15
作者 雷芳华 朱建武 陈丹 《南方农机》 2022年第11期42-44,48,共4页
课题组为探索解决多障碍物以及感知障碍信息不全环境下的避障问题,实现无人驾驶汽车安全、稳定行驶的路径规划,提出了一种改进模型预测控制(MPC)的避障路径规划方法。该方法忽略车身尺寸信息建立点质量模型,以前轮偏角为控制量,引入无... 课题组为探索解决多障碍物以及感知障碍信息不全环境下的避障问题,实现无人驾驶汽车安全、稳定行驶的路径规划,提出了一种改进模型预测控制(MPC)的避障路径规划方法。该方法忽略车身尺寸信息建立点质量模型,以前轮偏角为控制量,引入无人驾驶汽车速度因子作为动态权重系数,构建惩罚函数权重策略,建立带避障功能的汽车运动学模型。通过Matlab/Simulink、CarSim软件搭建模型预测控制平台,在预定“超车”工况中进行仿真试验。仿真结果显示,改进MPC的无人驾驶汽车其路径规划的避障轨迹更合理安全,并有较好的横向稳定性。该方法具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 改进模型预测控制 无人驾驶汽车 路径规划
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基于钩缓约束的重载列车驾驶过程优化 被引量:17
16
作者 付雅婷 原俊荣 +1 位作者 李中奇 杨辉 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2355-2365,共11页
重载列车是一种由上百甚至几百节车厢组成的动力集中式大载重系统,其牵引力/制动力需通过车钩相继传递给车厢,存在明显的非线性和大滞后性.现有的人工驾驶模式,司机难以考虑车厢之间的钩缓约束,易引起车钩断裂和脱轨;且运行性能与司机... 重载列车是一种由上百甚至几百节车厢组成的动力集中式大载重系统,其牵引力/制动力需通过车钩相继传递给车厢,存在明显的非线性和大滞后性.现有的人工驾驶模式,司机难以考虑车厢之间的钩缓约束,易引起车钩断裂和脱轨;且运行性能与司机的操纵经验密切相关,存在耗电大,无法按照列车运行图正点运行等问题.本文针对此关键问题,以实现重载列车安全、正点、节能运行为目标,开展其驾驶过程运行优化研究.分析列车钩缓系统受力原理,基于其特性曲线,采用翟方法构造重载列车钩缓模型及整车纵向动力学模型;据此,考虑钩缓约束运用多目标自适应遗传算法,结合实际运行线路(限速、坡道、曲线率等)约束条件设定列车理想的运行速度目标曲线;最后,采用改进广义预测控制器设计重载列车驾驶过程优化控制方法,跟踪理想速度目标曲线安全、正点、低能耗运行.基于大秦线上HXD1型重载列车实际数据的仿真结果表明本文所设计的理想目标速度曲线优化方法可以较好地改善列车运行中的安全,正点和节能等关键性指标,运行优化控制能保证列车精确跟踪理想速度目标曲线,实现其驾驶过程优化运行. 展开更多
关键词 重载列车 钩缓约束 多目标优化 自适应遗传算法 改进预测控制
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