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航空发动机状态空间模型约束预测控制 被引量:5
1
作者 乔洪信 樊思齐 +1 位作者 杨立 王红宇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期548-551,576,共5页
为了解决航空发动机约束预测控制器的设计问题,针对状态空间模型,经推导将无约束的二次型性能指标式转换成有约束的二次型性能指标式,采用二次规划方法计算出有约束预测控制量。按无约束和有约束,模型匹配和不匹配分别对某型发动机进行... 为了解决航空发动机约束预测控制器的设计问题,针对状态空间模型,经推导将无约束的二次型性能指标式转换成有约束的二次型性能指标式,采用二次规划方法计算出有约束预测控制量。按无约束和有约束,模型匹配和不匹配分别对某型发动机进行仿真计算,取得了不同约束条件对发动机动态性能和静态性能的影响情况,并举例将仿真数据转换成物理数据。仿真结果符合物理规律,计算方法得到验证。 展开更多
关键词 航空发动机 多变量控制^+ 约束预测控制^+ 二次规划
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带纯迟延估计的过热汽温约束预测控制 被引量:4
2
作者 苏荣强 杨国田 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第10期2088-2092,共5页
针对发电机组过热汽温被控对象纯迟延、时变、不确定的特性,将带纯迟延估计的递推最小二乘算法引入输入受限的改进广义预测控制,提出了一种带纯迟延估计的过热汽温约束预测控制策略。系统内回路采用PID控制,内回路和主调节区对象构成广... 针对发电机组过热汽温被控对象纯迟延、时变、不确定的特性,将带纯迟延估计的递推最小二乘算法引入输入受限的改进广义预测控制,提出了一种带纯迟延估计的过热汽温约束预测控制策略。系统内回路采用PID控制,内回路和主调节区对象构成广义被控对象,对广义被控对象进行拟合简化为二阶加纯迟延对象,以此作为本方法的被控对象。仿真结果表明,该方法的控制品质明显优于PID,具有较强的鲁棒性。尤其当对象纯迟延时间发生变化时,该方法比常规的改进广义预测控制取得更好的控制效果。 展开更多
关键词 纯迟延估计 约束预测控制 过热汽温 鲁棒性
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基于约束预测控制的增压锅炉汽包水位系统研究 被引量:6
3
作者 朱齐丹 冷欣 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1246-1250,共5页
为提高增压锅炉汽包水位的控制效果,解决增压锅炉汽包蓄水量和蒸发面积减小带来的变化速度问题,该文研究了增压锅炉蒸发系统的运行机理.基于集总参数法建立了蒸发系统的数学模型,将基于状态空间模型的约束预测控制算法应用于增压锅炉汽... 为提高增压锅炉汽包水位的控制效果,解决增压锅炉汽包蓄水量和蒸发面积减小带来的变化速度问题,该文研究了增压锅炉蒸发系统的运行机理.基于集总参数法建立了蒸发系统的数学模型,将基于状态空间模型的约束预测控制算法应用于增压锅炉汽包水位控制系统,并进行了仿真研究.仿真结果表明,在外界扰动下汽包水位能够控制在规定的约束范围内,显示了约束控制算法的快速性,控制效果比较理想,增强了汽包水位控制系统的稳定性与鲁棒性,对进一步研究增压锅炉控制系统具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 增压锅炉 汽包水位 约束预测控制 状态空间模型
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电厂过热蒸汽温度的有约束预测控制 被引量:10
4
作者 王喜庆 冯晓露 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期192-195,共4页
针对目前常用串级PID系统在电厂过热蒸汽温度控制过程中存在的问题,提出采用带约束预测的控制算法予以解决.采用这种有约束预测控制后,可抬高控制设定值,从而提高机组运行效率,提高经济效益.采用现场试验数据,通过面积法辨识过程模型并... 针对目前常用串级PID系统在电厂过热蒸汽温度控制过程中存在的问题,提出采用带约束预测的控制算法予以解决.采用这种有约束预测控制后,可抬高控制设定值,从而提高机组运行效率,提高经济效益.采用现场试验数据,通过面积法辨识过程模型并利用Matlab设计预测控制器,进行了控制过热蒸汽温度模型的仿真试验,结果表明:有约束预测控制可改善系统的动态特性和抗干扰能力,并使过热蒸汽温度控制品质得到有效提升. 展开更多
关键词 电厂 机组 过热蒸汽温度 设定值 约束预测控制 系统模糊辨识 经济效益
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基于约束预测控制的火星大气进入轨迹跟踪 被引量:1
5
作者 吴超 赵振华 +2 位作者 杨俊 李世华 郭雷 《深空探测学报》 2014年第2期128-133,共6页
针对火星着陆任务大气进入段的轨迹跟踪控制问题,给出了一种基于约束预测控制的跟踪策略。综合考虑大气进入段动力学模型的非线性、状态初值的不确定性、控制量限幅约束以及参数摄动,设计了基于线性化阶跃响应预测模型、反馈校正和含约... 针对火星着陆任务大气进入段的轨迹跟踪控制问题,给出了一种基于约束预测控制的跟踪策略。综合考虑大气进入段动力学模型的非线性、状态初值的不确定性、控制量限幅约束以及参数摄动,设计了基于线性化阶跃响应预测模型、反馈校正和含约束滚动优化的约束预测控制器,并通过数学仿真对该方法进行了数值验证,结果表明:约束预测控制较PID对参考指令跟踪精度更高,开伞点误差圆半径远小于PID方法;能得到控制量限幅约束条件下平稳的控制曲线。 展开更多
关键词 约束预测控制 火星着陆 轨迹跟踪 线性化预测模型
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一类混合迭代算法在约束预测控制中的应用
6
作者 朱志芳 刘燕卿 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第A02期203-207,共5页
为了改进多变量约束预测控制的滚动优化算法,对路径跟踪法和粒子群算法进行了理论研究,提出了一种将路径跟踪法和粒子群算法相结合的混合迭代算法,并用该混合算法对最具代表性的动态矩阵控制进行了滚动优化.仿真结果表明:对由于参数选... 为了改进多变量约束预测控制的滚动优化算法,对路径跟踪法和粒子群算法进行了理论研究,提出了一种将路径跟踪法和粒子群算法相结合的混合迭代算法,并用该混合算法对最具代表性的动态矩阵控制进行了滚动优化.仿真结果表明:对由于参数选择引起矩阵奇异时,路径跟踪法无法求出最优解,而基于混合迭代算法的优化算法可以得到最优解.采用路径跟踪法和粒子群算法相结合的混合迭代算法对多变量约束预测控制进行滚动优化,保证了优化算法的快速性和可行性. 展开更多
关键词 约束预测控制 二次规划 路径跟踪法 粒子群算法
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基于DSP的机械臂约束预测控制系统设计 被引量:5
7
作者 宋东亚 褚新建 《液压与气动》 北大核心 2016年第10期47-51,共5页
针对机械臂的实时控制问题,基于约束预测控制,提出了一种机械臂实时运动控制方法。介绍了机械臂动力学模型并进行了线性化处理,以降低算法复杂度、保证实时性。设计了轨迹跟踪控制器和约束预测控制器,其中轨迹跟踪控制器采用最优反馈控... 针对机械臂的实时控制问题,基于约束预测控制,提出了一种机械臂实时运动控制方法。介绍了机械臂动力学模型并进行了线性化处理,以降低算法复杂度、保证实时性。设计了轨迹跟踪控制器和约束预测控制器,其中轨迹跟踪控制器采用最优反馈控制律,可确保机械臂按参考轨迹运动;而约束预测控制器则在考虑机械臂物理约束的情况下,为跟踪控制器提供最优参考轨迹。以DSP作为核心控制器,搭建了机械臂控制系统,同时给出了硬件和软件设计方法。以梯形和三次多项式轨迹为例,进行了系统功能测试,测试结果表明了所述控制系统的可行性和有效性。 展开更多
关键词 机械臂 约束预测控制 轨迹跟踪控制 DSP
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约束预测控制在低氮燃烧机组过热蒸汽温度控制系统中的应用 被引量:2
8
作者 钱虹 陈丹 +1 位作者 杨祖魁 郑鹏远 《中国电力》 CSCD 北大核心 2017年第10期129-135,共7页
针对某低氮燃烧机组运行过程产生的燃烧滞后、汽温波动大等问题,提出一种带有约束优化的预测控制算法,并将其应用到电厂过热蒸汽温度控制系统中,构成串级预测控制系统。仿真结果表明:带有约束的过热蒸汽温度串级预测控制系统的控制量能... 针对某低氮燃烧机组运行过程产生的燃烧滞后、汽温波动大等问题,提出一种带有约束优化的预测控制算法,并将其应用到电厂过热蒸汽温度控制系统中,构成串级预测控制系统。仿真结果表明:带有约束的过热蒸汽温度串级预测控制系统的控制量能被有效控制在约束范围内,系统的抗干扰性和鲁棒性均优于常规PID控制系统,过热蒸汽温度控制品质得到很大提升。 展开更多
关键词 火力发电机组 串级控制 约束预测控制 蒸汽温度
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约束预测控制器设计的新方法 被引量:2
9
作者 席裕庚 张群亮 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期655-661,共7页
Using the framework of predictive control algorithms and the analysis results of unconstrained predictive control systems, the desired pole placement is achieved by the coefficient mapping between the characteristic p... Using the framework of predictive control algorithms and the analysis results of unconstrained predictive control systems, the desired pole placement is achieved by the coefficient mapping between the characteristic polynomials of the closed-loop system and the open-loop plant. The designed control law can not only ensure the dynamical performance of the closed-loop system, but also provide plentiful degrees of freedom to satisfy input-output constraints. Based on the theory of invariant set, this paper derives some sufficient conditions for the satisfaction of constraints with these degrees of freedom and presents an approach to design corresponding constrained controller.The constrained controller with performance guarantee can be designed off-line. Furthermore, it has convenient on-line computation and satisfies all constraints. A simulation example is presented to illustrate the proposed approach. 展开更多
关键词 约束预测控制 控制算法 定位技术 特征多项式 闭环系统
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约束Hammerstein系统非线性预测控制及其在聚丙烯牌号切换中的仿真研究 被引量:6
10
作者 何德峰 俞立 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期1558-1563,共6页
对状态和输入受约束的Hammerstein系统,提出一种新的可保证闭环指数稳定的非线性模型预测控制策略.基于线性子系统镇定的最优控制律,滚动预测非线性代数方程的解算误差,继而在线优化计算满足约束的预测控制量.进一步,得到闭环系统指数... 对状态和输入受约束的Hammerstein系统,提出一种新的可保证闭环指数稳定的非线性模型预测控制策略.基于线性子系统镇定的最优控制律,滚动预测非线性代数方程的解算误差,继而在线优化计算满足约束的预测控制量.进一步,得到闭环系统指数稳定的解算误差上界.从而闭环系统不仅满足约束而且对解算误差具有鲁棒性.最后以工业聚丙烯牌号切换控制为例,仿真验证本文算法的有效性. 展开更多
关键词 HAMMERSTEIN系统 约束预测控制 指数稳定性 聚丙烯 牌号切换
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三相四桥臂并网逆变器约束模型预测控制 被引量:8
11
作者 陈启宏 罗潇汝 张立炎 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期555-563,共9页
提出了基于并行神经网络优化的约束模型预测控制(model predictive control,MPC),应用于光伏并网逆变器中,提高光伏发电并网电能质量。建立了三相四桥臂逆变器的精确模型,分析约束模型预测控制算法的原理,在约束条件中加入输出变量和... 提出了基于并行神经网络优化的约束模型预测控制(model predictive control,MPC),应用于光伏并网逆变器中,提高光伏发电并网电能质量。建立了三相四桥臂逆变器的精确模型,分析约束模型预测控制算法的原理,在约束条件中加入输出变量和控制变量的约束,突破有限子集和无约束预测控制方法的限制。将并行神经网络递归优化算法用于求解约束预测控制优化问题中,提高单步优化问题的求解速度。利用FPGA的并行计算能力,在FPGA中运行神经网络在线优化求解,实现预测控制算法的实时运行。实验结果表明:采用该算法的并网逆变器输出电流偏差小,总谐波畸变率小,可以提高并网电能质量,验证了该算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 并网逆变器 约束模型预测控制 神经网络优化 现场可编程阵列 实时控制
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一类比值系统的约束广义预测控制 被引量:1
12
作者 刁翔 李奇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期533-535,共3页
比值系统中直接受控的是副流量,而作为过程模型的输入量的比值并不直接可控,因此当主流量未知且副流量存在约束时,普通约束广义预测控制无法直接应用于比值系统.论文分析了比值系统的特点,根据主流量的预测模型,给出了比值系统的约束条... 比值系统中直接受控的是副流量,而作为过程模型的输入量的比值并不直接可控,因此当主流量未知且副流量存在约束时,普通约束广义预测控制无法直接应用于比值系统.论文分析了比值系统的特点,根据主流量的预测模型,给出了比值系统的约束条件,将约束广义预测控制推广到比值系统,并运用误差预测修正办法实现了对约束条件的校正.仿真结果表明了该控制方法的有效性. 展开更多
关键词 比值系统 约束广义预测控制 误差预测修正
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含间隙系统的约束时间最优预测控制
13
作者 窦丽华 董领逊 +1 位作者 张娟 冯贺平 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期962-966,共5页
为了解决含间隙机械系统最优控制的计算复杂度问题,设计了基于分段仿射(PWA)模型的约束时间最优预测控制器。为了降低在线控制的计算复杂度,利用动态规划方法在模型的状态和参考跟踪速度的范围内提前计算出了离线的控制律。在跟踪参考... 为了解决含间隙机械系统最优控制的计算复杂度问题,设计了基于分段仿射(PWA)模型的约束时间最优预测控制器。为了降低在线控制的计算复杂度,利用动态规划方法在模型的状态和参考跟踪速度的范围内提前计算出了离线的控制律。在跟踪参考速度的实验中,约束时间最优预测控制器具有较好的跟踪控制性能,与约束有限时间最优控制器相比,计算时间降低了十几倍,因此,适合于小采样时间系统的实时跟踪控制。 展开更多
关键词 间隙模式 约束时间最优预测控制 混杂系统 PWA模型
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受约束的连续时间广义预测控制
14
作者 刘芳 刘晓华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期343-345,350,共4页
主要针对受约束的连续时间广义预测控制,通过引入不同于有限时域性能指标的无穷时域1-范数性能指标,并对其施加不影响控制目标的终端等式约束,确定出了无穷时域性能指标的一个上界,从而将不可解的带约束的优化问题转化为可解的优化问题... 主要针对受约束的连续时间广义预测控制,通过引入不同于有限时域性能指标的无穷时域1-范数性能指标,并对其施加不影响控制目标的终端等式约束,确定出了无穷时域性能指标的一个上界,从而将不可解的带约束的优化问题转化为可解的优化问题。最后证明了准无穷时域性能指标方法能够保证受约束的连续时间广义预测控制闭环系统的稳定性。仿真例子证明了算法的有效性。 展开更多
关键词 连续时间系统 约束的广义预测控制 准无穷时域 1-范数性能指标 稳定性
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基于前馈有约束DMC的锅炉烟气脱硝控制系统设计 被引量:25
15
作者 马平 王凯宸 梁薇 《热力发电》 CAS 北大核心 2017年第11期73-79,共7页
针对固定摩尔比脱硝控制策略动态过程控制效果差和鲁棒性差的问题,提出了采用动态矩阵预测控制(DMC)算法与前馈控制结构相结合的方法优化该脱硝控制策略。同时,为了提高DMC算法的运算效率,采用集结策略设计动态矩阵预测控制简化算法,并... 针对固定摩尔比脱硝控制策略动态过程控制效果差和鲁棒性差的问题,提出了采用动态矩阵预测控制(DMC)算法与前馈控制结构相结合的方法优化该脱硝控制策略。同时,为了提高DMC算法的运算效率,采用集结策略设计动态矩阵预测控制简化算法,并采用粒子群算法进行控制量约束的设计,将预测算法的输出限制在有实际意义的范围内。最后,将优化后的脱硝控制算法应用到电厂锅炉烟气脱硝控制系统中。实践结果表明,优化后的脱硝控制系统响应速度快、鲁棒性强、抗干扰性强,控制效果显著提升。 展开更多
关键词 烟气脱硝 脱硝控制 动态矩阵控制 约束预测控制 粒子群算法 算法简化 固定摩尔比控制
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一种FFFSR轨迹跟踪及振动抑制的改进预测控制方法 被引量:1
16
作者 庞哲楠 张国良 +2 位作者 羊帆 徐君 贾枭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期99-106,共8页
讨论了动力学约束和有界扰动条件下,自由漂浮柔性空间机器人(FFFSR)关节轨迹跟踪控制与柔性振动抑制的问题。提出一种基于预测控制的优化控制器设计方法,分别设计了跟踪控制器和轨迹规划器。跟踪控制器采用广义预测控制方法,生成使机械... 讨论了动力学约束和有界扰动条件下,自由漂浮柔性空间机器人(FFFSR)关节轨迹跟踪控制与柔性振动抑制的问题。提出一种基于预测控制的优化控制器设计方法,分别设计了跟踪控制器和轨迹规划器。跟踪控制器采用广义预测控制方法,生成使机械臂快速稳定跟踪期望轨迹的优化控制律;改进常规获取期望轨迹的柔化控制方法,设计基于约束预测控制方法的轨迹规划器,综合考虑动力学约束与柔性振动抑制,实时为跟踪控制器生成由初始位置到目标位置的优化期望轨迹,确保机械臂快速稳定跟踪到目标位置,并有效抑制柔性振动。数值仿真结果验证了所设计控制策略的可行性与有效性。 展开更多
关键词 柔性空间机器人 广义预测控制 约束预测控制 振动抑制 动力学约束
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零航速减摇鳍两步主从控制律设计 被引量:5
17
作者 金鸿章 王帆 +1 位作者 马玲 高妍南 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1059-1064,共6页
零航速减摇鳍水动力特性与升力式减摇鳍存在本质差异,前者与鳍角、角速度、角加速度构成多约束动态非线性映射,不满足后者的近似线性关系,导致对抗式PID控制无法适用.针对零航速减摇鳍系统特有的动态输入非线性及整体结构,借助非线性分... 零航速减摇鳍水动力特性与升力式减摇鳍存在本质差异,前者与鳍角、角速度、角加速度构成多约束动态非线性映射,不满足后者的近似线性关系,导致对抗式PID控制无法适用.针对零航速减摇鳍系统特有的动态输入非线性及整体结构,借助非线性分离策略,提出并设计基于变约束模型预测控制与数值迭代反演的两步主从控制律.仿真结果表明,控制器性能良好,但受物理性硬约束影响,零航速减摇效率随海情增加而呈非线性递减趋势. 展开更多
关键词 零航速减摇鳍 输入非线性 两步主从控制 约束模型预测控制
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基于MMPC的无人汽车轨迹跟踪控制 被引量:3
18
作者 卢红生 刘斌 +1 位作者 蒋峥 胡慧中 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2020年第2期203-212,共10页
提出了一种用于无人汽车轨迹跟踪的控制算法。首先,将兼顾安全性、舒适性的无人汽车轨迹跟踪控制问题转换为多约束模型预测控制(MMPC)问题;然后,将目标函数和多个变量约束转化为以拉格朗日乘子为决策变量的二次规划(QP)标准形式,并提出... 提出了一种用于无人汽车轨迹跟踪的控制算法。首先,将兼顾安全性、舒适性的无人汽车轨迹跟踪控制问题转换为多约束模型预测控制(MMPC)问题;然后,将目标函数和多个变量约束转化为以拉格朗日乘子为决策变量的二次规划(QP)标准形式,并提出倒序乘子求解法求取拉格朗日乘子近似解,从而得到控制序列的次优解。将本文提出的倒序乘子求解法与常规QP求解方法进行对比,本文提出的算法在保证求解精度的前提下,大幅提升了求解效率。在Carsim-Matlab仿真平台上对本文提出的无人汽车轨迹跟踪MMPC控制器进行了仿真验证,结果表明所提出的控制方法具有良好的跟踪性能和实时性。 展开更多
关键词 约束模型预测控制(MMPC) 无人汽车轨迹跟踪 拉格朗日乘子 倒序乘子求解法
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