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基于模型预测控制的无人车编队避障方法 被引量:3
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作者 张硕 吴雨洋 +3 位作者 汪洋 王一全 崔星 宿玉康 《北京理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期34-41,共8页
为研究障碍物环境下基于模型预测控制的无人车编队避障方法,建立了包含虚拟智能体状态的编队避障函数,使避障问题容易用优化方法求解.在无人车编队内部引入优先级策略实现编队内部避碰,并通过动态事件触发机制减小无人车之间通讯带宽占... 为研究障碍物环境下基于模型预测控制的无人车编队避障方法,建立了包含虚拟智能体状态的编队避障函数,使避障问题容易用优化方法求解.在无人车编队内部引入优先级策略实现编队内部避碰,并通过动态事件触发机制减小无人车之间通讯带宽占用.对该方法进行了计算机仿真验证,在给定多边形障碍物环境下,使用领导者-追随者架构执行编队行驶任务,并借助事件触发器实现间歇通讯.结果表明,相较于传统方法,所设计的编队控制器能够提高带宽约束下无人车编队行驶安全性. 展开更多
关键词 编队控制 模型预测控制 动态事件触发机制 无人车避障
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基于分层模型预测控制的含风电电力系统恢复在线决策方法
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作者 顾雪平 魏佳俊 +2 位作者 白岩松 李少岩 刘玉田 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1471-1486,共16页
在“双碳”背景下,电力系统的风电渗透率不断提升,风电机组对大停电后系统恢复过程的影响日益显著。为应对风电出力不确定性对恢复过程的影响,该文提出了一种基于分层模型预测控制的电力系统恢复在线决策方法。首先,为满足不同的恢复决... 在“双碳”背景下,电力系统的风电渗透率不断提升,风电机组对大停电后系统恢复过程的影响日益显著。为应对风电出力不确定性对恢复过程的影响,该文提出了一种基于分层模型预测控制的电力系统恢复在线决策方法。首先,为满足不同的恢复决策需求,引入分层控制结构,将恢复任务解耦,以动态更新的风电预测信息为基础,提出基于两种滚动机制的双层滚动优化策略:上层考虑元件恢复次序的后效性,采用前瞻到底滚动机制进行元件恢复次序决策;下层考虑风电预测精度近高远低的实际,采用滑动时间窗口滚动机制进行发电机组出力计划和负荷恢复计划决策。然后,在反馈校正环节,根据实测风电数据,建立储能等灵活性资源的实时调度模型并修正风电功率预测。最后,通过修改的新英格兰39节点系统和实际系统算例验证所提方法的有效性与实用性。 展开更多
关键词 模型预测控制 大停电 风电不确定性 滚动机制 在线恢复 实时校正
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驾驶机器人车辆横向轨迹跟踪的改进模型预测控制
3
作者 王韬 惠怡静 +2 位作者 张庆余 赵磊 牛文铁 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期389-398,共10页
为实现较高速行驶情况下驾驶机器人驾驶车辆进行横向轨迹跟踪,设计了一种基于动态杂交粒子群算法求解的非线性模型预测控制器。首先,简化转向机器人与车辆转向系统,建立车辆动力学模型。其次,应用双参数精确罚函数法将非线性有约束优化... 为实现较高速行驶情况下驾驶机器人驾驶车辆进行横向轨迹跟踪,设计了一种基于动态杂交粒子群算法求解的非线性模型预测控制器。首先,简化转向机器人与车辆转向系统,建立车辆动力学模型。其次,应用双参数精确罚函数法将非线性有约束优化函数转换为非线性无约束优化函数。在此基础上,将驾驶机器人作为下层控制器,应用动态杂交粒子群算法对优化函数进行求解。最后,基于Simulink/CarSim和RT-LAB硬件仿真,验证了改进的模型预测控制器具有较高的跟踪精度和行驶平稳性。 展开更多
关键词 模型预测控制 驾驶机器人 轨迹跟踪控制 粒子群算法
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带有扰动观测模型预测控制的水下无人航行器对接控制
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作者 张伟 王强 +2 位作者 吴奇阳 郑岩 杜雪 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期634-642,共9页
为实现水下无人航行器的回收,本文将回收中的动态对接问题转换为水下无人航行器与母船的位姿同步控制问题。在水下无人航行器动态对接母船存在外界扰动的情况下,设计了带有扰动观测器的非线性模型预测控制方案。对水下无人航行器的五自... 为实现水下无人航行器的回收,本文将回收中的动态对接问题转换为水下无人航行器与母船的位姿同步控制问题。在水下无人航行器动态对接母船存在外界扰动的情况下,设计了带有扰动观测器的非线性模型预测控制方案。对水下无人航行器的五自由度模型加入相对于惯性系的恒定或缓慢变化的扰动,利用非线性扰动观测器对这些扰动进行估计,并将其输入到模型预测中来增强控制器的鲁棒性。研究表明:通过求解非线性优化问题得到最优控制,使得水下无人航行器能够和母船的位姿保持一致,完成对接过程。本文控制器能够有效抵抗外界扰动,提高对接任务的控制精度。 展开更多
关键词 水下无人航行器 动态对接 位姿同步控制 外界扰动 估计 鲁棒性 非线性模型预测控制 非线性扰动观测器 非线性优化问题 最优控制
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基于非线性模型预测控制的拖挂车系统泊车轨迹规划方法
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作者 杨毅 贾博铂 +2 位作者 高亮 李岱伟 谢杉杉 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期179-188,共10页
拖挂车是欠驱动与非完整约束高度耦合的非线性系统,具有状态维度高、约束复杂、内部稳定性差等特点,导致其泊车轨迹规划的求解时间长。因此,设计了一种基于非线性模型预测控制的拖挂车泊车轨迹规划方法,通过融合系统多元约束,构建优化问... 拖挂车是欠驱动与非完整约束高度耦合的非线性系统,具有状态维度高、约束复杂、内部稳定性差等特点,导致其泊车轨迹规划的求解时间长。因此,设计了一种基于非线性模型预测控制的拖挂车泊车轨迹规划方法,通过融合系统多元约束,构建优化问题,规划无碰撞的泊车轨迹。为加速优化问题的求解,首先,在系统的高维状态空间中使用结合Reed-Shepp(RS)曲线的改进快速扩展随机树(RRT*-RS)进行随机采样,以RS曲线满足反向行驶的特性,找到一条近似最优路径作为优化问题热启动的参考解。然后,在求解优化问题时,选用近似平均牛顿法以节约求解时间,提升系统实时性。最后,进行了倒库泊车、侧方泊车、多障碍物等场景实验仿真验证,仿真结果表明所提方法在不同场景下均可实现拖挂车泊车快速轨迹规划,求解时间与传统内点法和序列二次规划法相比均有40%以上的提升。 展开更多
关键词 拖挂车系统 自主泊车 轨迹规划 非线性模型预测控制 近似平均牛顿法
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基于模型预测控制的高精度混合视觉伺服机械臂控制方法
6
作者 刘新 王辉 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2266-2277,共12页
机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建... 机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建模,分析系统误差函数中旋转部分和平移部分的动态变化特性,推导误差与相机速度之间的关联关系模型。其次,提出一种基于模型预测控制的机械臂控制方法,通过结合系统误差和相机速度信息构建状态空间模型,实时预测系统的未来动态并优化控制输入,实现误差补偿和快速收敛。最后,在ViSP仿真平台和实物运动控制平台上分别进行验证。研究结果表明:与传统控制方法相比,所提出的方法有效降低了稳态误差,提高了控制精度,特别是在动态复杂环境中具有更强的抗干扰能力和适应性。 展开更多
关键词 机械臂 混合视觉伺服 模型预测控制 状态空间模型 最优控制
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基于强化学习-模型预测控制(RL-MPC)的分布式储能协同一次调频控制方法
7
作者 马骞 肖亮 +4 位作者 程冰 高琴 刘春晓 朱益华 李成翔 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第8期3138-3148,共11页
为改善配电网频率特性,充分发挥分布式储能系统的快速响应优势,提出了一种基于强化学习-模型预测控制(reinforcement learning-model predictive control,RL-MPC)的分布式储能协同一次调频控制方法。首先根据分布式储能的频率响应特性... 为改善配电网频率特性,充分发挥分布式储能系统的快速响应优势,提出了一种基于强化学习-模型预测控制(reinforcement learning-model predictive control,RL-MPC)的分布式储能协同一次调频控制方法。首先根据分布式储能的频率响应特性、荷电状态(SOC)、功率控制策略,建立了含分布式储能并网的一次调频控制模型;然后通过构建分层混合控制架构,上层采用深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)动态优化MPC权重矩阵,实时感知频率偏差、变化率及储能荷电状态分布熵值,下层采用分布式MPC滚动求解多节点储能出力序列,并引入图注意力网络(graph attention network,GAT)实现通信拓扑自适应优化,降低分布式储能协同控制的计算复杂度,提升策略泛化能力;最后通过Matlab/Simulink仿真验证了所提方法能够有效提升分布式储能的一次调频响应速度和控制精度,增强电力系统的稳定性。 展开更多
关键词 分布式储能 调频 模型预测控制 强化学习 图注意力网络
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基于模型预测控制的掺氢微能源网低碳经济调度
8
作者 王沛 张汉清 +2 位作者 杨楠 邰能灵 赵亮 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期1-7,23,共8页
为了实现微能源网(MEG)的低碳经济运行,抑制风光出力给系统带来的不确定性,重点考虑氢能制、储、用各环节与MEG的耦合关系,建立考虑绿电-电解-掺氢转换过程的MEG优化调度模型,提出基于深度学习的模型预测控制调度策略。通过夏、冬典型... 为了实现微能源网(MEG)的低碳经济运行,抑制风光出力给系统带来的不确定性,重点考虑氢能制、储、用各环节与MEG的耦合关系,建立考虑绿电-电解-掺氢转换过程的MEG优化调度模型,提出基于深度学习的模型预测控制调度策略。通过夏、冬典型日的仿真验证所提策略的有效性,基于多个典型场景验证氢能交互和阶梯碳价的引入可有效引导MEG低碳经济运行。参数敏感性分析结果表明,燃机掺氢比和碳基价的增大均会提高系统运行成本,有效降低系统碳排放量。 展开更多
关键词 微能源网 掺氢燃机 模型预测控制 阶梯碳交易 低碳经济调度
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基于双扰动观测器的开关磁阻电动机模型预测控制实验平台研究
9
作者 昝小舒 朱震宇 +3 位作者 于书韵 徐瑞东 冷旭东 王怀庆 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期26-32,共7页
为了提高开关磁阻电动机驱动系统的控制精度,提出一种基于双扰动观测器的模型预测控制(MPC)策略。将单扰动观测器引入模型预测控制策略,实现系统低频扰动的补偿;同时,引入通信扰动观测器以实现对时延扰动补偿。基于此策略,设计出一种基... 为了提高开关磁阻电动机驱动系统的控制精度,提出一种基于双扰动观测器的模型预测控制(MPC)策略。将单扰动观测器引入模型预测控制策略,实现系统低频扰动的补偿;同时,引入通信扰动观测器以实现对时延扰动补偿。基于此策略,设计出一种基于双扰动观测器的开关磁阻实验平台,并对其进行仿真和实验验证。实验结果表明,该样机具有更好的鲁棒性和动态性能。此外,该平台有助于学生理解电力电子设备的特性及其应用,锻炼学生的实践操作能力,从而提升相关课程的教学质量。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 模型预测控制 双扰动观测器 实践操作
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动态触发模型预测控制在含风电电力系统自动发电控制中的应用
10
作者 赵熙临 李金星 《现代电力》 北大核心 2025年第2期220-229,共10页
高比例可再生能源并网增大了电力系统的供需不确定性,需要自动发电控制(automatic generation control,AGC)方法在应对不同的调频需求时更具针对性。文中以含风电电力系统为研究对象,首先,通过构建互联电网AGC模型,分析了基于模型预测控... 高比例可再生能源并网增大了电力系统的供需不确定性,需要自动发电控制(automatic generation control,AGC)方法在应对不同的调频需求时更具针对性。文中以含风电电力系统为研究对象,首先,通过构建互联电网AGC模型,分析了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的系统控制流程;其次,针对传统MPC在线计算复杂度过高的问题,引入条件触发策略以降低MPC执行优化计算的频次;并考虑到系统不同状态下调频需求存在的差异,设计了能跟随系统状态进行动态调整的触发规则,以获得更好调频控制效果;最后,仿真验证了所提方法在保证控制性能的基础上能有效降低系统在线计算复杂度,并在面对不同的调频需求时具有更好的系统稳定性。 展开更多
关键词 自动发电控制 风电 模型预测控制 动态触发 不确定性
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车辆主动悬架RBF神经网络的模型预测控制仿真研究
11
作者 顾苏怡 蒋昌华 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期410-414,共5页
为了提升车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的模型预测控制(MPC)系统,通过仿真验证主动悬架控制系统的有效性。创建7自由度车辆主动悬架简图,定义了车辆主动悬架动力学方程式。构建主动悬架MPC系统,... 为了提升车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的模型预测控制(MPC)系统,通过仿真验证主动悬架控制系统的有效性。创建7自由度车辆主动悬架简图,定义了车辆主动悬架动力学方程式。构建主动悬架MPC系统,利用RBF神经网络结构捕捉车辆主动悬架系统的复杂动态特性,通过对大量数据的学习和训练,能够快速建立主动悬架MPC参数,最终实现对车辆主动悬架系统的精确控制。利用Matlab软件对车辆主动悬架的车身加速度、悬架位移、轮胎位移进行仿真,评估车辆不同控制策略的行驶性能。结果显示:在路面信号激励下采用MPC,车辆主动悬架的车身加速度、悬架位移、轮胎位移变化幅度较大;采用RBF神经网络的MPC,车辆主动悬架的车身加速度、悬架位移、轮胎位移变化幅度较小。所提出的RBF神经网络MPC系统,能够增强车辆主动悬架抗干扰能力,从而保持车辆行驶的稳定性和舒适性。 展开更多
关键词 车辆 主动悬架 RBF神经网络 模型预测控制 仿真
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基于模型预测控制的需求响应公交动态调度
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作者 靳文舟 张永 孙洁 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期77-90,共14页
需求响应公交作为共享公共交通新模式的典型代表,正面临着高效处理出行需求与实时规划车辆路径的挑战,而传统的需求响应公交动态调度方法侧重于需求已知后对车辆路径的动态调整,往往难以全面适应出行需求的变化。因此,该研究通过引入模... 需求响应公交作为共享公共交通新模式的典型代表,正面临着高效处理出行需求与实时规划车辆路径的挑战,而传统的需求响应公交动态调度方法侧重于需求已知后对车辆路径的动态调整,往往难以全面适应出行需求的变化。因此,该研究通过引入模型预测控制(MPC)方法,构建了基于MPC多周期滚动优化框架的需求响应公交动态调度模型。该模型利用未来阶段的先验客流信息,为当前阶段的调度决策提供优化条件,并及时根据系统最新披露的信息重新规划,以应对需求的不确定性和动态变化。求解方法上,研究结合自适应大邻域搜索(ALNS)策略,设计了MPC-ALNS算法,通过两阶段启发式方法对车辆调度序列进行迭代优化。数值实验结果显示:在无预测偏差的理想场景下,相较于传统动态调度方法,该方法能够使系统总成本显著降低14.54%;即便在预测偏差为30%的悲观场景下,仍然能够实现5.27%的成本优化,并且各项乘客服务指标均表现出了更优异的性能,验证了其在不同随机环境下的普适性。同时,实验进一步验证了该方法在应对不同订单和车辆规模时的稳定优化性能,并对拒单成本进行了敏感性分析,提出了适用于不同运营场景的最优拒单成本设置思路。 展开更多
关键词 交通运输工程 需求响应公交 动态调度 模型预测控制 自适应大邻域搜索算法
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基于SMA优化的PMSM模型预测控制 被引量:1
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作者 吴刚琴 马家庆 +2 位作者 陈昌盛 何志琴 吴钦木 《电子测量技术》 北大核心 2025年第2期14-20,共7页
针对永磁同步电机使用传统控制动态响应慢、电流脉动大等问题,改进了一种基于黏菌优化算法的新型双幂次滑模积分速度控制器的模型预测控制算法。首先,速度环采用一种新型双幂次趋近律的滑模速度控制器,使其更加准确的控制电机的运转,并... 针对永磁同步电机使用传统控制动态响应慢、电流脉动大等问题,改进了一种基于黏菌优化算法的新型双幂次滑模积分速度控制器的模型预测控制算法。首先,速度环采用一种新型双幂次趋近律的滑模速度控制器,使其更加准确的控制电机的运转,并通过Lyapunov函数验证其稳定性。其次,利用黏菌优化算法优化dq轴PI控制器的参数,可以快速找到最优的PI参数。同时通过电流模型预测控制,使电流脉动减小。最后,从微观的角度绘制了dq轴电流与电机转速n的三维相图,进一步验证了控制器的有效性。仿真结果表明,与传统PI-MPC、SMC-MPC及NSMC方法相比,所提方法NSMC-MPC在动态响应速度、调速稳定性和抗干扰能力方面具有显著优势,能显著减小超调和电流脉动,提升动态性能及负载适应能力。 展开更多
关键词 永磁同步电机 黏菌优化算法 滑模控制 模型预测控制 趋近律
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基于神经动态优化与模型预测控制的欠驱动船舶精确路径跟踪 被引量:1
14
作者 史峻侨 刘程 +3 位作者 郭玮丽 孙婷 王雪刚 徐锋 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期203-212,共10页
[目的]旨在解决传统模型预测控制方法采用在线滚动方式进行优化求解,造成欠驱动船舶路径跟踪预测控制器计算量大的问题。[方法]将神经动态优化系统引入模型预测控制方法,提出一种具有实时性的欠驱动船舶路径跟踪预测控制器。首先,针对... [目的]旨在解决传统模型预测控制方法采用在线滚动方式进行优化求解,造成欠驱动船舶路径跟踪预测控制器计算量大的问题。[方法]将神经动态优化系统引入模型预测控制方法,提出一种具有实时性的欠驱动船舶路径跟踪预测控制器。首先,针对船舶欠驱动特性,采用并改进视线制导策略:针对传统视线制导策略的运动学模型不确定性问题,基于滑模思想,提出鲁棒视线制导方法;更进一步,针对外界干扰影响下船舶易产生侧滑角问题,对侧滑角进行补偿,提出鲁棒自适应视线制导方法,提高系统对模型不确定性与外界干扰的鲁棒性。其次,针对欠驱动船舶输入饱和问题,通过模型预测控制方法将船舶路径跟踪问题转化为含有输入约束限制的二次优化问题。最后,针对模型预测控制方法采用在线滚动优化策略导致计算负担增加问题,基于投影递归神经网络,建立神经动态优化求解器,通过并行求解含有输入约束限制的二次优化问题,提高计算效率。[结果]经过直线和曲线路径跟踪仿真,验证了本文所提出的具有实时性的欠驱动船舶路径跟踪预测控制器能够达到任意路径跟踪的目标。对比仿真实验结果也表明所提方法相较于Fmin-con优化求解器(MATLAB内置求解器)计算效率提升约90倍,具有显著优势。[结论]研究结果对于提升欠驱动船舶路径跟踪预测控制的实时性能具有一定的工程实用参考价值。 展开更多
关键词 无人船 运动控制 模型预测控制 路径跟踪 神经动态优化 鲁棒自适应视线制导 操纵性
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基于分布式模型预测控制的电-氢混合储能系统控制策略 被引量:1
15
作者 余晋宇 周荔丹 +3 位作者 于天佑 王子强 赵轩辉 姚钢 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第3期114-124,共11页
储能系统具备平抑新能源波动、储存多余电能等作用,但单一类型的储能单元因响应速度、容量等限制难以满足需求。为提升孤岛直流微电网新能源消纳能力,提出了一种基于分布式模型预测控制(DMPC)的电-氢混合储能系统控制方案,可充分发挥锂... 储能系统具备平抑新能源波动、储存多余电能等作用,但单一类型的储能单元因响应速度、容量等限制难以满足需求。为提升孤岛直流微电网新能源消纳能力,提出了一种基于分布式模型预测控制(DMPC)的电-氢混合储能系统控制方案,可充分发挥锂电池高功率密度和一体化可再生燃料电池高能量密度的优势。首先,针对电、氢储能子系统分别设计DMPC控制器,可实现正常工况下电、氢储能分别支撑高、低频负荷,降低电储能充放电次数,延长寿命;而在氢储能停机工况下,可实现电储能单独支撑负荷,维持系统稳定。其次,考虑电、氢储能响应速度差异,基于DMPC代价函数的荷电状态恢复项,引入了权重自适应算子,避免了负责快速响应的电储能平均电压恢复能力突降,提高了直流电压暂态稳定性。最后,通过Simulink仿真验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 孤岛直流微电网 分布式模型预测控制 电-氢混合储能 燃料电池 暂态稳定
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永磁同步电机并行可切换式模型预测控制研究 被引量:1
16
作者 刘涛 赵晴晴 +3 位作者 俞亚伟 习金玉 赵宝山 侯玮杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期92-97,共6页
传统模型预测控制策略基于固定的控制周期与预测寻优结构,难以实现电机系统的动态-稳态性能综合优化。针对这一问题,提出了一种基于多核并行计算架构的可切换式模型预测控制策略。该方法通过分析两种经典模型预测控制策略在预测寻优过... 传统模型预测控制策略基于固定的控制周期与预测寻优结构,难以实现电机系统的动态-稳态性能综合优化。针对这一问题,提出了一种基于多核并行计算架构的可切换式模型预测控制策略。该方法通过分析两种经典模型预测控制策略在预测寻优过程中的数据依赖关系,构建具有不同控制周期、不同控制策略的微单元,通过设计算法切换策略,实现变结构、变周期控制。在此基础上,为减少切换过程引起的被控量波动,设计了时序优化策略。相关实验结果表明,所提控制策略兼顾了电机系统的动、稳态控制性能,实现了模型预测控制的稳态控制精度、暂态超调量、响应时间的同步优化。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测控制策略 变周期控制 多核并行计算
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NPC三电平LCL型并网逆变器事件触发模型预测控制 被引量:1
17
作者 徐可 刘春喜 +1 位作者 林枝伟 洪方瑞 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第5期23-33,共11页
针对二极管中点钳位(NPC)型三电平并网逆变器使用有限控制集-模型预测控制(FCSMPC)时出现的计算负担大和开关行为冗长等问题,本文提出了一种基于事件触发机制的简化模型预测控制策略。该策略通过在传统模型预测控制方法基础上引入大扇... 针对二极管中点钳位(NPC)型三电平并网逆变器使用有限控制集-模型预测控制(FCSMPC)时出现的计算负担大和开关行为冗长等问题,本文提出了一种基于事件触发机制的简化模型预测控制策略。该策略通过在传统模型预测控制方法基础上引入大扇区划分和判断机制,有效降低需要遍历和优化的开关矢量数量,从而减少计算时间。同时,应用有源阻尼技术,抑制了系统运行中LCL型滤波器谐振的风险。根据不等式近似理论,推导出事件触发控制的状态误差预设阈值,达到事件触发边界时,控制规则改变并触发FCS-MPC,避免了冗余操作,减少开关切换次数,从而降低系统的开关损耗。通过对比实验,验证了所提控制方法相对于传统比例积分空间矢量脉宽调制控制和代价函数优化模型预测控制方法的优越性。 展开更多
关键词 三电平并网逆变器 事件触发机制 模型预测控制 开关损耗 有源阻尼
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基于模型预测控制的子母式无人机编队飞行控制方法 被引量:1
18
作者 李云鹏 张立宪 +3 位作者 韩岳江 蔡博 张宇轩 肖广洲 《自动化学报》 北大核心 2025年第2期312-326,共15页
子母式无人机(Unmanned aerial vehicles,UAVs)通常指一类由无人载机搭载和投放多架子机执行协同作业任务的新型飞行器.相较于传统无人机和无人机集群,子母式无人机兼具航程长、空间可达性强等优势,得到了广泛关注.首先针对子母式无人... 子母式无人机(Unmanned aerial vehicles,UAVs)通常指一类由无人载机搭载和投放多架子机执行协同作业任务的新型飞行器.相较于传统无人机和无人机集群,子母式无人机兼具航程长、空间可达性强等优势,得到了广泛关注.首先针对子母式无人机在编队飞行任务中的载机姿态稳定控制与子机轨迹跟踪控制问题,建立子母式无人机动力学模型.在此基础上,分别设计基于多平衡点切换模型预测控制的飞行控制方法以及基于多胞不确定性模型预测控制的轨迹跟踪控制方法,实现了子母式无人机的稳定、安全编队飞行.仿真结果表明,所提出的方法能够实现预期的编队飞行目标,具有良好的稳定性和鲁棒性. 展开更多
关键词 子母式无人机 模型预测控制 切换控制 编队控制
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分布式电驱动承载平台的动力学建模与模型预测控制 被引量:1
19
作者 原野 陈龙 +2 位作者 潘伟 李艺 秦兆博 《汽车技术》 北大核心 2025年第3期46-55,共10页
针对分布式电驱动承载平台轨迹跟踪控制存在高速跟踪精度低、鲁棒性弱等问题,设计了基于期望前轮转角跟踪的分层式横向运动控制策略。以分布式电驱动承载平台为研究对象,基于各子系统的动力学分析和轮地作用关系分析,构建了完整的胶轮... 针对分布式电驱动承载平台轨迹跟踪控制存在高速跟踪精度低、鲁棒性弱等问题,设计了基于期望前轮转角跟踪的分层式横向运动控制策略。以分布式电驱动承载平台为研究对象,基于各子系统的动力学分析和轮地作用关系分析,构建了完整的胶轮、车体、电驱等模块的一体化动力学模型。通过构建上层模型预测控制(MPC)轨迹跟踪和下层转向电机转角控制的分层式运动控制策略,可实现承载平台横向位置的高精度控制。基于Simulink搭建承载平台整体动力学仿真模型,仿真结果表明:设计的横向运动控制策略在多级速度下均能高精度实现多场景轨迹跟踪;与滑模控制器相比,其控制精度提升了33%,控制稳定性显著提升。 展开更多
关键词 分布式电驱动承载平台 动力学建模 模型预测控制 滑模控制 轨迹跟踪
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面向空间引力波探测检验质量捕获的弹性管模型预测控制
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作者 贺雄峰 卢苇 +4 位作者 许诺 王鹏程 张永合 崔冰 夏元清 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期189-200,共12页
在空间引力波探测任务中,检验质量稳定捕获是航天器进入超稳飞行状态的关键步骤.该过程存在初始误差大、系统不确定性大、执行约束强等特点.提出了一种基于弹性管模型预测控制的检验质量捕获控制方法,基于滚动优化和弹性管道技术的控制... 在空间引力波探测任务中,检验质量稳定捕获是航天器进入超稳飞行状态的关键步骤.该过程存在初始误差大、系统不确定性大、执行约束强等特点.提出了一种基于弹性管模型预测控制的检验质量捕获控制方法,基于滚动优化和弹性管道技术的控制结构,提高捕获成功率,并且充分补偿卫星对检验质量的耦合干扰;利用小容差有效集法,提高在线计算的求解精度,确保检验质量的高控制精度;同时基于特征工程方法的最小鲁棒正不变集离线修正方法,减少基于Minkowski求和得到的最小鲁棒正不变集顶点数,降低了在线计算复杂度.利用该方法在航天器–双检验质量全自由度仿真平台上进行仿真验证,结果表明控制效果满足检验质量捕获精度要求,控制器具有鲁棒性且有效提高了收敛速度,抑制了平台运动干扰和量测噪声的影响. 展开更多
关键词 无拖曳控制 检验质量捕获 弹性管道模型预测控制 干扰补偿
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