智能汽车轨迹跟踪多目标显式模型预测控制 被引量：3

1

作者 赵树恩 王盛 冷姚 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期784-794,815,共12页

针对现有智能汽车轨迹跟踪控制算法难以同时保证跟踪精确性、横向稳定性、舒适性以及控制实时性的问题,提出了一种基于多目标优化和显式模型预测控制理论的轨迹跟踪控制策略(MO-EMPC)。首先,建立考虑跟踪精确性、横向稳定性、舒适性的... 针对现有智能汽车轨迹跟踪控制算法难以同时保证跟踪精确性、横向稳定性、舒适性以及控制实时性的问题,提出了一种基于多目标优化和显式模型预测控制理论的轨迹跟踪控制策略(MO-EMPC)。首先,建立考虑跟踪精确性、横向稳定性、舒适性的多目标函数及约束。然后,针对传统MPC控制实时性低的问题,设计基于EMPC的多目标优化轨迹跟踪控制器,通过引入多参数二次规划(MPQP)理论,将反复在线优化求解过程转化为等价的分段仿射系统(PPWA),离线计算得到最优显式控制律以供实时控制调用,减少在线运算时间。最后,基于CarSim/Simlink联合仿真方法,将所设计控制器的轨迹跟踪多目标优化效果与MPC控制效果进行对比验证。研究结果表明,所提出的轨迹跟踪策略在保证良好的跟踪精度前提下,横向稳定性、舒适性方面的表现更优于MPC控制器,且算法在线运行速度提高56.63%。 展开更多

关键词 汽车工程 轨迹跟踪 多目标优化 智能车辆 显式模型预测控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用显式模型预测控制的永磁同步风电机组频率电压协同调节

2

作者 闫逸辰 寇鹏 +4 位作者 张远航 李华 李旭东 熊尉辰 梁得亮 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期9-18,共10页

为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电... 为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电网频率和电压的能力。根据频率摆动方程和电压灵敏度模型建立了换流站母线电压和电网频率的状态空间模型;将永磁同步风电机组的有功输出和无功输出相结合,利用多个EMPC控制器计算代价函数下的最优输出并进行组合,计算出故障后永磁同步风电机组的参考功率输出,以实现送端近区频率和电压的协同控制。在MATLAB/Simulink平台进行仿真验证表明:当闭锁故障发生时,EMPC控制策略不仅可以降低送端近区的频率和电压的峰值与稳态值,而且与其他控制方法相比,频率峰值降低了0.089 Hz,电压峰值降低了0.012(标幺值)。该研究可为电力系统的频率电压控制提供理论及工程参考。 展开更多

关键词 永磁同步电机 风力发电 频率控制 电压控制 显式模型预测控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制算法实现 被引量：3

3

作者 张聚 蔡文豹 谢碧锋 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第B09期18-22,共5页

为了对显式模型预测控制算法进行实验研究,建立了基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制实物仿真控制系统.在ARM-Linux平台上实现了显式模型预测控制算法的在线计算过程,把传统的隐式模型预测控制的反复在线优化计算问题转变为在线数据... 为了对显式模型预测控制算法进行实验研究,建立了基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制实物仿真控制系统.在ARM-Linux平台上实现了显式模型预测控制算法的在线计算过程,把传统的隐式模型预测控制的反复在线优化计算问题转变为在线数据搜索过程,简化了在线计算过程,提高了在线计算速度,减少了在线计算时间.对显式模型预测控制算法的离线计算步骤、实物仿真控制系统设计的整体结构、离线计算得到的被控系统状态分区及其对应分区上的显式线性控制规律库结构、接口函数的结构和ARM-Linux环境下的控制系统结构进行了讨论.最后给出了基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制算法控制效果. 展开更多

关键词 显式模型预测控制 ARM—Linux平台 在线数据搜索

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于显式模型预测控制的轮毂驱动电动车垂向振动研究 被引量：5

4

作者 李仲兴 李忠远 刘晨来 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期259-265,共7页

针对轮毂驱动电动车非簧载质量增大而引起的行驶平顺性和操纵稳定性恶化问题,提出了基于显式模型预测控制(EMPC)理论的主动悬架控制方法。建立由刚性环轮胎模型和空气悬架模型组成的四自由度系统模型,并确定车辆平顺性、稳定性和电机性... 针对轮毂驱动电动车非簧载质量增大而引起的行驶平顺性和操纵稳定性恶化问题,提出了基于显式模型预测控制(EMPC)理论的主动悬架控制方法。建立由刚性环轮胎模型和空气悬架模型组成的四自由度系统模型,并确定车辆平顺性、稳定性和电机性能多目标函数及约束条件;基于多参数二次规划理论,将隐式模型预测控制系统转换为与之对应的显式多面体分段仿射(PPWA)系统,离线求解状态变量间的最优控制律,并运用参数分区上的显式控制律求得最优主动力。仿真结果表明:相较于被动悬架和运用天棚控制策略的主动悬架,基于EMPC理论控制的主动悬架对车身垂向加速度、轮胎动载荷和轮毂电机偏心距均方根值提升效果明显,改善了轮毂电机驱动电动车的行驶平顺性、操纵稳定性和电机性能。 展开更多

关键词 主动悬架 显式模型预测控制(EMPC) 多参数二次规划 多面体分段仿射(PPWA)

在线阅读 下载PDF 职称材料

显式模型预测控制的在线迭代学习策略研究 被引量：2

5

作者 陈宇 刘雪 陈晶 《现代电子技术》 2021年第8期5-10,共6页

显式模型预测控制(MPC)是一种电力电子变换器的高性能控制方法,其主要思想是基于模型信息离线计算出相关的控制律集合,再离散成表格以供实时控制使用。显式MPC在负载投切工况下性能较好,但在启动过程中控制性能不佳。为解决这一问题,该... 显式模型预测控制(MPC)是一种电力电子变换器的高性能控制方法,其主要思想是基于模型信息离线计算出相关的控制律集合,再离散成表格以供实时控制使用。显式MPC在负载投切工况下性能较好,但在启动过程中控制性能不佳。为解决这一问题,该文设计一种在启动过程中对表格进行迭代学习的方法。该方法对表格进行卷积处理,可在不影响负载投切工况控制性能的前提下,有效改善启动过程的控制性能。将上述策略用于显式MPC控制的Buck变换器中,结果亦证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 迭代学习 显式模型预测控制 实时控制 负载投切 卷积处理 启动过程控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

四旋翼飞行器姿态的显式模型预测控制 被引量：8

6

作者 王仑 苏敏 +1 位作者 杨帆 佃松宜 《电光与控制》 北大核心 2017年第11期53-57,共5页

针对四旋翼飞行系统的多变量、强耦合和带约束等复杂特性,提出了基于显式模型预测的控制方法。首先根据四旋翼飞行系统的动力学特点,建立了九状态空间模型,并解耦成2个子系统。然后,采用多参数二次规划法,离线计算了四旋翼飞行系统的显... 针对四旋翼飞行系统的多变量、强耦合和带约束等复杂特性,提出了基于显式模型预测的控制方法。首先根据四旋翼飞行系统的动力学特点,建立了九状态空间模型,并解耦成2个子系统。然后,采用多参数二次规划法,离线计算了四旋翼飞行系统的显式最优控制律,在线查找当前状态对应的控制量。数值仿真和实验结果表明,该方法在满足约束条件同时,调节时间较短,超调量较小且具有一定的抗扰动能力,成功实现了四旋翼飞行器的姿态稳定控制。 展开更多

关键词 四旋翼飞行系统 显式模型预测控制 状态空间模型 多参数二次规划

在线阅读 下载PDF 职称材料

剥离饱和区域的高效显式模型预测控制算法 被引量：1

7

作者 刘海亮 马飞越 +1 位作者 佃松宜 孔令尧 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第9期60-65,共6页

在复杂快速多维度约束系统中,针对在显式模型预测控制离线计算时,计算量大、处理缓慢、内存占用过高等问题,提出了一种基于剥离饱和区域的高效显式模型预测控制算法。结合多面体、分段仿射等相关概念和波利亚定理,利用显式控制器反馈饱... 在复杂快速多维度约束系统中,针对在显式模型预测控制离线计算时,计算量大、处理缓慢、内存占用过高等问题,提出了一种基于剥离饱和区域的高效显式模型预测控制算法。结合多面体、分段仿射等相关概念和波利亚定理,利用显式控制器反馈饱和特性,去除饱和区域,保留非饱和临界区域,从而达到减少状态分区数量和计算量的目的。根据解耦后四旋翼飞行器的两个状态空间子系统简化模型,实现了姿态角在扰动后的快速准确调节。数值仿真和半实物仿真实验均验证了该算法在四旋翼飞行器姿态控制上的有效性和优越性。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 高效EMPC算法 显式模型预测控制 状态分区 分段仿射 波利亚阶数

在线阅读 下载PDF 职称材料

带扰动时变系统显式模型预测控制算法

8

作者 刘景 刘飞 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第1期23-26,共4页

针对模型预测控制滚动优化计算量大,很难用于对实时性要求比较高的工业生产过程,提出了带约束和扰动的时变系统显式模型预测控制算法。该方法利用离线与在线结合,离线时对带约束和扰动的时变系统的可行域进行区域划分,并得到每个区域对... 针对模型预测控制滚动优化计算量大,很难用于对实时性要求比较高的工业生产过程,提出了带约束和扰动的时变系统显式模型预测控制算法。该方法利用离线与在线结合,离线时对带约束和扰动的时变系统的可行域进行区域划分,并得到每个区域对应的代价函数与控制率的显式函数关系式,在线时通过查表确定当前时刻状态所在区域即可得到相应的控制率,大大减少了在线计算量,提高了实时性。对算法进行仿真实验,证明了算法的可行性与稳定性。 展开更多

关键词 显式模型预测控制 多面体 时变系统 多参数线性规划

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于显式随机模型预测控制的功率分流式混合动力车辆能量管理策略 被引量：12

9

作者 秦大同 秦岭 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期112-120,共9页

混合动力车辆的能量管理策略对提高燃油经济性十分重要.为了提高功率分流式混合动力车辆的燃油经济性以及能量管理策略的实时性,设计了基于显式随机模型预测控制的能量管理策略.首先利用马尔科夫链预测车速,通过简化控制模型,把非线性... 混合动力车辆的能量管理策略对提高燃油经济性十分重要.为了提高功率分流式混合动力车辆的燃油经济性以及能量管理策略的实时性,设计了基于显式随机模型预测控制的能量管理策略.首先利用马尔科夫链预测车速,通过简化控制模型,把非线性的能量管理问题转化为线性二次优化问题,建立了以预测域内能量消耗最小为目标的随机模型预测策略(SMPC);然后通过参数化求解得到显式随机模型预测控制策略,该策略既保持了随机模型预测控制方法的优势,又提高了计算速度;最后在多个工况下进行仿真,对提出的能量管理策略的有效性进行验证.仿真结果表明:与基于规则的控制策略相比燃油经济性最高可提高28.64%,同时该策略在仿真中的平均计算时间为3.1ms,具有实时运算潜力. 展开更多

关键词 混合动力汽车 马尔科夫链 随机模型预测策略 显式随机模型预测控制 能量管理策略 车辆燃油经济性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于显式预测控制的涡扇发动机控制器设计 被引量：1

10

作者 冯川 杜宪 +2 位作者 杨斌 张永亮 温思歆 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期332-341,共10页

模型预测控制因其能够较好地处理涡扇发动机约束问题且实现多变量控制而具有较大的应用潜力。为了解决传统模型预测控制算法在实际应用中存在运算量大、实时性较差的问题,基于显式模型预测设计了航空发动机多变量控制器。在控制结构上... 模型预测控制因其能够较好地处理涡扇发动机约束问题且实现多变量控制而具有较大的应用潜力。为了解决传统模型预测控制算法在实际应用中存在运算量大、实时性较差的问题,基于显式模型预测设计了航空发动机多变量控制器。在控制结构上采用多速率双闭环系统,保证了控制精度;在计算上通过多参数规划将在线优化问题转化为线性函数计算问题,大幅度减少了计算量;在发动机从开环切闭环的过程提出一种增量式切换方法,实现无扰切换。数值仿真和硬件在环仿真结果表明,转速和压比稳态误差分别不超过±0.25%和±1%,控制器在25ms控制周期内能完成计算,满足嵌入式系统实时性要求。 展开更多

关键词 涡扇发动机 限制管理 显式模型预测控制 无扰切换 硬件在环试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于EMPC方法的旋转倒立摆控制

11

作者 马永凌 《数字技术与应用》 2020年第11期19-22,186,共5页

基于拉格朗日方程对旋转倒立摆在不稳定平衡点上进行了线性化的数学建模。在多参数二次规划方法的基础上,建立了显示模型预测控制系统,且对在旋转倒立摆系统应用上做了研究。最后通过Matlab进行仿真,结果表明:EMPC方法对于旋转倒立摆的... 基于拉格朗日方程对旋转倒立摆在不稳定平衡点上进行了线性化的数学建模。在多参数二次规划方法的基础上,建立了显示模型预测控制系统,且对在旋转倒立摆系统应用上做了研究。最后通过Matlab进行仿真,结果表明:EMPC方法对于旋转倒立摆的平衡控制效果良好。 展开更多

关键词 旋转倒立摆 建模 多参数二次规划 显式模型预测控制 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

某型反坦克导弹的高原适应性改造 被引量：1

12

作者 刘海亮 黄大山 +2 位作者 王炳奇 罗德智 张文杨 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第S02期197-200,共4页

为解决某型反坦克导弹在高原试射过程中出现发射后掉落的问题,采用了增添反馈回路,引入陀螺仪、加速度感应装置,加入EMPC自动驾驶仪的方法。与无校正、变系数法校正、EMPC方法校正相比,高效EMPC方法超调量小、调整时间短,动态特性提升... 为解决某型反坦克导弹在高原试射过程中出现发射后掉落的问题,采用了增添反馈回路,引入陀螺仪、加速度感应装置,加入EMPC自动驾驶仪的方法。与无校正、变系数法校正、EMPC方法校正相比,高效EMPC方法超调量小、调整时间短,动态特性提升较为明显。从调节速度、适用性等方面论证了高效EMPC高原适应性改造方案的可行性和优越性。 展开更多

关键词 反坦克导弹 高效EMPC算法 显式模型预测控制 变系数网络校正法 高原适应性改造

在线阅读 下载PDF 职称材料