基于极值搜索的柴油机空气系统模型预测控制

1

作者 刘兴义 王标 +3 位作者 吕宪勇 宋康 江楠 谢辉 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期439-446,共8页

针对配备可变截面涡轮增压器(VGT)、高压废气再循环(EGR)和进气节流阀(TVA)的柴油机进气歧管压力、涡前压力和EGR率多目标跟踪控制问题,提出一种权重系数自学习的扩张状态模型预测控制(MPC)算法.首先,基于柴油机的简化运行机理,提出了... 针对配备可变截面涡轮增压器(VGT)、高压废气再循环(EGR)和进气节流阀(TVA)的柴油机进气歧管压力、涡前压力和EGR率多目标跟踪控制问题,提出一种权重系数自学习的扩张状态模型预测控制(MPC)算法.首先,基于柴油机的简化运行机理,提出了三入三出线性变参数预测模型;其次,为补偿因模型与发动机之间偏差造成MPC性能劣化问题,将其等效为3个控制通道的总扰动,并采用扩张状态观测器(ESO)进行快速在线观测和补偿;最后,引入极值搜索算法,对MPC权重系数进行缓慢优化整定,仿真结果表明:在1800 r/min油门开度以最大开度10%的步长向上和向下连续阶跃工况下,对比涡前压力控制,瞬态上升时间相同时本算法超调量比较参数全局优化的比例-积分-微分控制(PID)算法降低30.7%.台架试验中,世界统一瞬态循环(WHTC)动态驾驶循环中进气歧管压力和EGR率跟踪误差IAE(绝对误差积分)值比较传统PID算法分别降低28.3%、17.5%. 展开更多

关键词 柴油机空气系统 模型预测控制 极值搜索

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跨临界CO_2热泵系统最优排气压力的极值搜索控制 被引量：10

2

作者 胡斌 李耀宇 +1 位作者 曹锋 邢子文 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期81-87,共7页

ESC控制策略可以自动搜索性能指标最佳时系统所对应未知的或缓慢变化的系统输入,实际为一种基于梯度信号调制解调的动态搜索方法。本文针对空气源跨临界CO_2热泵热水器系统,选取压缩机排气压力设定值作为ESC控制器的输入,采用COP作为系... ESC控制策略可以自动搜索性能指标最佳时系统所对应未知的或缓慢变化的系统输入,实际为一种基于梯度信号调制解调的动态搜索方法。本文针对空气源跨临界CO_2热泵热水器系统,选取压缩机排气压力设定值作为ESC控制器的输入,采用COP作为系统性能的输出指标,即极值搜索控制的反馈信号。通过搭建空气源跨临界CO_2热泵热水器的动态模型仿真平台,针对恒定工况,变环境温度条件和实时温度条件分别进行了模拟仿真。仿真结果表明,ESC可以搜索恒定或者系统边界变化时最佳的系统输入值,ESC控制的最优排气压力稳态误差在1.0%以内,与基于模型的控制结果相比,最优排气压力的控制偏差也在5%以内,验证了ESC控制策略的可行性和准确性。 展开更多

关键词 跨临界CO2热泵 最优排气压力 极值搜索控制 性能系数

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极值搜索算法的研究与进展 被引量：19

3

作者 左斌 胡云安 施建洪 《海军航空工程学院学报》 2006年第6期611-617,共7页

回顾了极值搜索算法的发展历程,分析了单变量和多变量极值搜索算法、滑模极值搜索算法、斜率搜索算法等算法的优缺点,着重描述了变参数滑模极值搜索算法和退火回归神经网络极值搜索算法等,并且通过重构系统的损失函数方法将极值搜索算... 回顾了极值搜索算法的发展历程,分析了单变量和多变量极值搜索算法、滑模极值搜索算法、斜率搜索算法等算法的优缺点,着重描述了变参数滑模极值搜索算法和退火回归神经网络极值搜索算法等,并且通过重构系统的损失函数方法将极值搜索算法的应用推广至一般系统,拓展了其应用范围.通过其应用实例说明,极值搜索算法能够解决航空控制、工业生产中的一些关键技术问题,因而有必要深入研究极值搜索算法. 展开更多

关键词 极值搜索算法 滑模控制 退火算法 回归神经网络

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采用极值搜索算法估计附着系数的车辆驱动防滑控制 被引量：4

4

作者 周伟 李军 +1 位作者 张世义 唐爽 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期701-706,共6页

为了解决现有驱动防滑控制(ASR)策略响应慢、鲁棒性差的问题,提出一种利用扰动极值搜索算法估计动态路面附着系数的车辆驱动防滑控制策略.搭建车辆动力学系统模型,采用扰动极值搜索算法,自动搜索路面附着系数-滑移率曲线的极大值点,并... 为了解决现有驱动防滑控制(ASR)策略响应慢、鲁棒性差的问题,提出一种利用扰动极值搜索算法估计动态路面附着系数的车辆驱动防滑控制策略.搭建车辆动力学系统模型,采用扰动极值搜索算法,自动搜索路面附着系数-滑移率曲线的极大值点,并设计一种踏板信号前馈控制与滑移率负反馈校正的动态驱动防滑控制策略,将车轮滑移率控制在附着系数-滑移率曲线附着系数极大值对应的滑移率处.结果表明:采用扰动极值搜索算法估计路面附着系数的驱动防滑控制策略能够在0.4 s将轮胎滑移率、附着系数和车辆加速度控制在最优滑移率、最优附着系数和稳定车辆加速度较小的邻域内,比门限值ASR控制快0.8 s. 展开更多

关键词 车辆 扰动极值搜索 路面附着系数 驱动防滑控制

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基于混沌退火的参数扰动递归神经网络极值搜索算法及其应用研究 被引量：6

5

作者 左斌 胡云安 李静 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2651-2656,共6页

针对一类输出函数具有多个极值点的极值搜索对象,当采用传统极值搜索算法时,系统的输出值将无法准确和平滑地收敛至全局极值点的问题,提出了一种利用基于混沌退火的参数扰动递归神经网络构建极值搜索算法的新方法.利用混沌的遍历性以及... 针对一类输出函数具有多个极值点的极值搜索对象,当采用传统极值搜索算法时,系统的输出值将无法准确和平滑地收敛至全局极值点的问题,提出了一种利用基于混沌退火的参数扰动递归神经网络构建极值搜索算法的新方法.利用混沌的遍历性以及参数扰动策略,该极值搜索算法可使系统输出值在混沌退火和参数扰动的粗搜索中运动至它的全局极值点附近;然后利用递归神经网络的精搜索使之能够平滑和准确地收敛至全局极值点.同时,详细分析了此方法的收敛性条件、解的最优性条件以及全局极值搜索的能力,仿真结果验证了这种分阶段的搜索方法有助于提高极值搜索算法的全局极值搜索能力. 展开更多

关键词 递归神经网络 退火 极值搜索算法 参数扰动 优化算法

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风电系统滑模极值搜索MPPT控制方法研究 被引量：5

6

作者 潘庭龙 沈艳霞 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2193-2197,共5页

在分析变速恒频双馈风电系统常规MPPT控制方法的基础上,结合滑模控制与极值搜索控制原理,提出一种新的风电系统MPPT控制方法,并针对其参数变化对控制性能的影响进行研究。该控制方法的唯一输入变量为电机定子侧输出有功功率,输出为发电... 在分析变速恒频双馈风电系统常规MPPT控制方法的基础上,结合滑模控制与极值搜索控制原理,提出一种新的风电系统MPPT控制方法,并针对其参数变化对控制性能的影响进行研究。该控制方法的唯一输入变量为电机定子侧输出有功功率,输出为发电机转子速度的优化给定值,避免了常规控制方法需要测量风速、获取风机模型及参数、计算功率和转速的微分等缺点。仿真结果证明了其有效性。 展开更多

关键词 风电系统 MPPT 滑模控制 极值搜索控制

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变参数滑模极值搜索算法研究 被引量：8

7

作者 左斌 胡云安 施建洪 《海军航空工程学院学报》 2005年第4期439-442,共4页

针对滑模极值搜索算法中系统在提高控制精度与收敛速度之间存在相互制约的问题,提出了变参数滑模极值搜索算法,分析了两种变参数的形式,通过仿真对比,说明变参数滑模极值搜索算法能同时兼顾系统的收敛速度和控制精度.

关键词 极值搜索算法 滑模控制 变参数

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基于Backstepping的严格反馈极值搜索系统控制器设计 被引量：3

8

作者 张雷 胡云安 +1 位作者 张杨 王佩飞 《海军航空工程学院学报》 2016年第4期401-406,共6页

针对一类含不确定参数的严格反馈型极值搜索系统的控制问题,将极值搜索方法和反演(Backstepping)控制方法相结合,设计出系统状态的极值参考轨迹,利用Backstepping控制方法逐步递推选取适当的Lyapunov函数设计控制器和不确定参数自适应... 针对一类含不确定参数的严格反馈型极值搜索系统的控制问题,将极值搜索方法和反演(Backstepping)控制方法相结合,设计出系统状态的极值参考轨迹,利用Backstepping控制方法逐步递推选取适当的Lyapunov函数设计控制器和不确定参数自适应估计律,实现目标函数的极值搜索。仿真表明所提出控制器设计方法的有效性。 展开更多

关键词 严格反馈 不确定参数 极值搜索系统 自适应估计律

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滑模极值搜索算法ABS控制及对汽车侧向稳定性补偿 被引量：10

9

作者 周兵 李永辉 +2 位作者 袁希文 胡哓岚 程逸然 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期121-126,共6页

针对ABS控制时路面附着系数复杂多变以及最优滑移率难以准确估计的难点,提出一种基于滑模极值搜索算法的ABS控制,它根据"轮胎制动力-滑移率曲线"的单峰值特性,通过极值搜索算法不断的搜寻曲线的极值点,同时运用滑模变结构控... 针对ABS控制时路面附着系数复杂多变以及最优滑移率难以准确估计的难点,提出一种基于滑模极值搜索算法的ABS控制,它根据"轮胎制动力-滑移率曲线"的单峰值特性,通过极值搜索算法不断的搜寻曲线的极值点,同时运用滑模变结构控制来快速逼近极值点。针对转弯制动耦合工况,通过引入方向盘转角对控制律进行修正,补偿车辆转弯时的侧向稳定性。在MATLAB/Simulink中建立了整车七自由度模型,对设计的控制器进行了仿真验证。结果表明:直线制动时,所设计的控制器可以快速搜寻到最大制动力和最优滑移率。转弯制动时,考虑了转向修正后制动滑移率有所减小而轮胎侧向力增大,但停车时间并未明显增加,提高了汽车的侧向稳定性;当路面条件改变时,控制器能够自适应路面附着系数的变化。 展开更多

关键词 车辆工程 防抱死制动系统 滑模极值搜索算法 汽车侧向稳定性 路面附着系数

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基于退火递归神经网络的极值搜索优化算法求解一类碟式飞行器平衡状态 被引量：4

10

作者 胡云安 左斌 李静 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期341-347,共7页

针对一类碟式飞行器平衡状态的基本特征及现有的优化平衡状态算法如单纯形算法、混合遗传算法所存在的随机性大、收敛速度较慢等缺点,提出了一种新颖的基于退火递归神经网络(ARNN)的极值搜索优化算法。将碟式飞行器的配平问题转化为所... 针对一类碟式飞行器平衡状态的基本特征及现有的优化平衡状态算法如单纯形算法、混合遗传算法所存在的随机性大、收敛速度较慢等缺点,提出了一种新颖的基于退火递归神经网络(ARNN)的极值搜索优化算法。将碟式飞行器的配平问题转化为所设计的代价函数(CF)求解问题,利用所提出的退火递归神经网络极值搜索优化算法求解出在多种定常飞行中碟式飞行器的平衡状态。在相同的仿真环境中,仿真结果对比说明ARNN极值搜索优化算法较混合遗传算法具有稳定性好、精确度高、收敛速度快等优点。 展开更多

关键词 自动控制技术 退火递归神经网络 极值搜索算法 碟式飞行器 平衡状态

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利用神经网络快速极值搜索算法研究微喷十字梁系统 被引量：5

11

作者 左斌 胡云安 晋玉强 《海军航空工程学院学报》 2005年第1期123-126,共4页

针对极值搜索算法在一般实际系统中的应用问题,以微喷十字梁实验系统为例,采用极值搜索算法,设计出控制器,同时考虑加入动态补偿器和RBF神经网络改善系统性能.仿真结果表明,该设计系统具有较好的稳定性及动态性能,对于噪音具有较强的鲁... 针对极值搜索算法在一般实际系统中的应用问题,以微喷十字梁实验系统为例,采用极值搜索算法,设计出控制器,同时考虑加入动态补偿器和RBF神经网络改善系统性能.仿真结果表明,该设计系统具有较好的稳定性及动态性能,对于噪音具有较强的鲁棒性,从而提出了一种在一般实际系统中应用极值搜索算法的方法. 展开更多

关键词 极值搜索算法 微喷十字梁 神经网络 动态补偿器 姿态控制

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简单半全局幅值自适应极值搜索算法仿真研究 被引量：1

12

作者 李海燕 王佩飞 李成立 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第10期117-121,共5页

针对如何使系统的输出量自适应地收敛并稳定于它的全局最优值并减弱系统输出颤振的问题,提出基于幅值自适应调节的简单半全局极值搜索算法,构造了平均化系统,对改进的的半全局极值搜索算法的收敛性、准确性和快速性进行了分析;仿真结果... 针对如何使系统的输出量自适应地收敛并稳定于它的全局最优值并减弱系统输出颤振的问题,提出基于幅值自适应调节的简单半全局极值搜索算法,构造了平均化系统,对改进的的半全局极值搜索算法的收敛性、准确性和快速性进行了分析;仿真结果表明:基于幅值自适应调节的简单半全局极值搜索算法可搜索至全局极值,并能够有效减弱系统输出颤振,改善算法稳定性和准确性。 展开更多

关键词 幅值自适应 极值搜索算法 输出颤振

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改进滑模极值搜索控制在阻抗匹配的应用 被引量：1

13

作者 李颖晖 武颂尧 +2 位作者 林茂 邱枭楠 李勐 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第2期1-7,共7页

针对等离子体隐身中机载小型化射频电源在阻抗匹配网络的匹配速度慢和匹配精度低的问题,提出了一种新的阻抗匹配优化算法。通过分析射频电路阻抗匹配过程提出优化目标函数,根据电路输出有功功率与匹配电容的特性曲线自寻优系统峰值,利... 针对等离子体隐身中机载小型化射频电源在阻抗匹配网络的匹配速度慢和匹配精度低的问题,提出了一种新的阻抗匹配优化算法。通过分析射频电路阻抗匹配过程提出优化目标函数,根据电路输出有功功率与匹配电容的特性曲线自寻优系统峰值,利用切换环节结合终端滑模控制设计了改进终端滑模极值搜索算法,得到L型匹配网络电容的优化值,获得射频源输出最大功率,并证明了该控制方法的稳定性。该方法在滑模极值寻优二三模式切换时设定阈值函数,并在滑模振荡阶段加入终端滑模面减小系统稳态误差,保证了系统稳态振荡幅值减小的基础上提高收敛速度,并降低系统计算复杂度。通过与传统滑模搜索进行对比,仿真和实验结果证明了该方法有效性。 展开更多

关键词 射频电路 感应耦合等离子体 滑模极值搜索 阻抗匹配 终端滑模

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MIMO仿射型极值搜索系统的输出反馈滑模控制

14

作者 左斌 张雷 李静 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期718-727,共10页

针对一类多输入多输出(MIMO)仿射型非线性极值搜索系统的控制问题,提出了一种输出反馈滑模控制方法。将原系统分解为若干个单输入单输出(SISO)极值搜索子系统,并针对每个极值搜索子系统,考虑到系统状态量不可测的特点,以斜坡函数作为新... 针对一类多输入多输出(MIMO)仿射型非线性极值搜索系统的控制问题,提出了一种输出反馈滑模控制方法。将原系统分解为若干个单输入单输出(SISO)极值搜索子系统,并针对每个极值搜索子系统,考虑到系统状态量不可测的特点,以斜坡函数作为新系统输出量的参考跟踪信号,采用输出跟踪误差以及该误差符号函数的积分值建立切换函数,设计得到基于输出反馈的滑模极值搜索控制律。稳定性分析证明:在任意初始条件下,本文方法可使系统的输出量全局收敛至期望极值的任意小邻域内,并且所有状态量均一致范数有界。仿真结果验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 仿射型非线性系统 极值搜索系统 输出反馈 滑模控制 一致有界

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基于Backstepping的多输入极值搜索系统控制器设计

15

作者 陈勇 张雷 +1 位作者 梁涛 于开民 《海军航空工程学院学报》 2017年第2期215-219,250,共6页

针对一类含未知参数的多输入极值搜索系统的控制器设计问题,设计出极值搜索系统的状态量极值参考轨迹,利用Backstepping方法进行控制器设计,给出未知参数估计律,以实现对目标函数的极值搜索过程。数字仿真验证了所提出的基于Backsteppin... 针对一类含未知参数的多输入极值搜索系统的控制器设计问题,设计出极值搜索系统的状态量极值参考轨迹,利用Backstepping方法进行控制器设计,给出未知参数估计律,以实现对目标函数的极值搜索过程。数字仿真验证了所提出的基于Backstepping的控制器设计方法的有效性。 展开更多

关键词 多输入 极值搜索系统 极值参考轨迹 BACKSTEPPING控制 未知参数

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MIMO仿射型非线性系统的滑模切换极值搜索控制

16

作者 张雷 胡云安 李静 《海军航空工程学院学报》 2016年第3期341-347,共7页

针对MIMO仿射型非线性系统设计了一种基于分数阶积分的滑模切换极值搜索控制方法,将系统分解为若干个子系统,对每个子系统采用输出跟踪误差以及该误差函数的分数阶积分值构造切换函数,构造滑模切换极值搜索控制律,证明了方法的稳定性。... 针对MIMO仿射型非线性系统设计了一种基于分数阶积分的滑模切换极值搜索控制方法,将系统分解为若干个子系统,对每个子系统采用输出跟踪误差以及该误差函数的分数阶积分值构造切换函数,构造滑模切换极值搜索控制律,证明了方法的稳定性。对比已有的方法进行仿真分析,验证了方法具有较好性能。 展开更多

关键词 仿射型非线性系统 极值搜索 切换函数 分数阶

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利用湍流信号的最大风能极值搜索策略

17

作者 刘飞 刘军 张彬彬 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1078-1084,共7页

极值搜索控制在最大功率跟踪中得到广泛应用。在最佳叶尖速比及最大功率系数等风力机参数未知的情况下,采用改进型极值搜索算法,通过叶尖速比和功率系数的标准差比以及平均工作点,确定叶尖速比变化方向和变化量。其目的在于追踪平均最... 极值搜索控制在最大功率跟踪中得到广泛应用。在最佳叶尖速比及最大功率系数等风力机参数未知的情况下,采用改进型极值搜索算法,通过叶尖速比和功率系数的标准差比以及平均工作点,确定叶尖速比变化方向和变化量。其目的在于追踪平均最佳风能点而非实时最大风能点,从而减小控制量变化的频率和幅值,起到柔化控制的作用,减小机械载荷。仿真结果表明,该方法能够较好地追踪最佳叶尖速比和功率系数。 展开更多

关键词 风能 湍流 相位差 最大功率跟踪 极值搜索 标准差 平均工作点

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基于方波信号的半全局极值搜索算法

18

作者 张雷 胡云安 左斌 《海军航空工程学院学报》 2012年第4期366-370,共5页

针对半全局极值搜索算法,采用正弦信号作为激励信号时,幅值自适应律初始值选取严格、输出存在颤振的问题,提出了采用方波信号作为激励信号。利用平均化方法证明了激励信号选取较小的初始值即可使目标函数收敛到全局极值,同时减弱了输出... 针对半全局极值搜索算法,采用正弦信号作为激励信号时,幅值自适应律初始值选取严格、输出存在颤振的问题,提出了采用方波信号作为激励信号。利用平均化方法证明了激励信号选取较小的初始值即可使目标函数收敛到全局极值,同时减弱了输出颤振;采用正弦和方波信号作为激励信号进行仿真对比,说明方波信号可以提高算法的半全局收敛性,有效减弱输出颤振。 展开更多

关键词 极值搜索算法 方波信号 半全局收敛性 输出颤振

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无稳定状态颤振的单变量极值搜索算法仿真

19

作者 张雷 胡云安 韩庆龙 《海军航空工程学院学报》 2015年第5期447-451,共5页

针对无稳定状态颤振的单变量极值搜索算法限制条件较为严格的问题,利用平均化方法构造了平均化系统并证明了算法的稳定性,给出了系统参数的选取条件。以微喷十字粱实验系统为例进行应用仿真研究,说明无稳定状态颤振极值搜索算法可减弱... 针对无稳定状态颤振的单变量极值搜索算法限制条件较为严格的问题,利用平均化方法构造了平均化系统并证明了算法的稳定性,给出了系统参数的选取条件。以微喷十字粱实验系统为例进行应用仿真研究,说明无稳定状态颤振极值搜索算法可减弱系统颤振,改善算法稳定性和准确性。 展开更多

关键词 单变量 极值搜索算法 稳定状态颤振

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基于反馈学习粒子群算法的极值搜索控制 被引量：2

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作者 董方 谢磊 张建明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1962-1966,共5页

将基于反馈学习的粒子群(Feedback Learning Particle Swarm Optimization,FLPSO)算法引入极值搜索控制中,并且应用经典跟踪参考信号的方法,进一步改善极值搜索控制的性能.仿真结果显示,算法使系统控制输出平稳,并且系统性能输出快速渐... 将基于反馈学习的粒子群(Feedback Learning Particle Swarm Optimization,FLPSO)算法引入极值搜索控制中,并且应用经典跟踪参考信号的方法,进一步改善极值搜索控制的性能.仿真结果显示,算法使系统控制输出平稳,并且系统性能输出快速渐进收敛到最优值,改善了基于格拉姆矩阵设计的极值搜索控制算法中存在的输出震荡问题. 展开更多

关键词 粒子群优化 极值搜索控制 性能输出震荡

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