针对高速自动驾驶车辆实时高精度的运动控制问题,提出一种上层为基于路径点Cost的路径点筛选器与基于横纵向轮胎力分析的速度规划器、下层为基于线性时变动力学模型预测的路径跟踪控制器与速度控制器的两层架构,并引入最小均方(Least Me...针对高速自动驾驶车辆实时高精度的运动控制问题,提出一种上层为基于路径点Cost的路径点筛选器与基于横纵向轮胎力分析的速度规划器、下层为基于线性时变动力学模型预测的路径跟踪控制器与速度控制器的两层架构,并引入最小均方(Least Mean Square,LMS)自适应状态估计器提升系统的抗噪性。路径点筛选器提升运算速度并减少筛选过程中的关键信息损失,速度规划器在安全行驶前提下生成最优速度曲线。路径跟踪控制器考虑跟踪偏差软约束,提升跟踪效果。LMS状态估计器基于在线矫正的动力学模型,对横摆角速度与横向速度在线估计。搭建dSPACE-TX2硬件在环仿真环境,在高速公路工况及双移线工况下对比所提出方案与传统运动跟踪控制。半实物仿真结果表明,所提出的运动控制架构提升了抗噪性能与21%的跟踪精度,且满足50 Hz高频控制的要求。展开更多
针对持续扰动下的分布式状态耦合非线性系统,提出一种新的多耦合分布式经济模型预测控制(Economic model predictive control,EMPC)策略.由于耦合非线性系统的经济性能函数的非凸性和非正定性,首先引入关于经济最优平衡点的正定辅助函...针对持续扰动下的分布式状态耦合非线性系统,提出一种新的多耦合分布式经济模型预测控制(Economic model predictive control,EMPC)策略.由于耦合非线性系统的经济性能函数的非凸性和非正定性,首先引入关于经济最优平衡点的正定辅助函数和相应的辅助优化问题.接着,利用辅助函数的最优值函数构造原始分布式EMPC的一类隐式收缩约束.然后,建立状态耦合分布式EMPC的递推可行性和闭环系统关于最优经济平衡点的输入到状态稳定性(Input-to-state stability,ISS).最后,以耦合的四个连续搅拌釜反应器(Continuous stirred tank reactors,CSTRs)为例,验证本文所提策略的有效性.展开更多
由于统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)系统结构复杂、控制难度大,单一的控制策略不足以使其应对电网系统中的各种故障情况。因此,文中采用一种线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,...由于统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)系统结构复杂、控制难度大,单一的控制策略不足以使其应对电网系统中的各种故障情况。因此,文中采用一种线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)与模型预测控制(model predictive control,MPC)的复合控制策略。在电压外环控制中采用LADRC策略以提高系统快速性与抗扰性,并给电流内环提供更精确的参考电流信号;在电流内环控制中采用电流MPC策略以提高跟踪参考信号的能力与系统的鲁棒性,同时对模型预测的空间电压矢量的分区进行优化,减少控制器计算量,在保证输出电流质量的前提下提高运算速度。最后,基于MATLAB/Simulink仿真实验平台对系统进行建模仿真,结果验证了采用LADRC-MPC控制策略对电网电压暂升/暂降、负载不对称引起的电流畸变与谐波污染等综合电能质量问题,可以起到更好的补偿效果,对电网电压的支撑能力也更强。展开更多
“双碳”背景下要求直流炉供热机组具备快速变负荷能力。对此,提出一种基于线性时变模型预测控制(linear time-varying model predictive control,LTV-MPC)的电热协调变负荷策略,可同时利用锅炉蓄热和热网蓄热以提高变负荷速率。首先,...“双碳”背景下要求直流炉供热机组具备快速变负荷能力。对此,提出一种基于线性时变模型预测控制(linear time-varying model predictive control,LTV-MPC)的电热协调变负荷策略,可同时利用锅炉蓄热和热网蓄热以提高变负荷速率。首先,对热负荷信号偏差进行积分从而建立等效热负荷模型,并将其作为预测模型的被控量之一;然后,以负荷快速跟踪、机组运行稳定以及供热及时补偿作为MPC滚动优化的目标,进而在线求解每个时刻的最优控制律并作用于机组,此外,显式处理了机组运行约束,确保供热抽汽流量变化不会影响低压缸运行稳定性;最后,基于某350 MW机组进行仿真验证,结果表明,该策略能够实现对5%Pe/min变负荷指令的精准跟踪,且相较于基于PID的电热协调变负荷策略,热负荷恢复时间缩短26%。仿真结果验证了所提策略在提升供热机组快速变负荷能力方面的优越性。展开更多
文摘针对高速自动驾驶车辆实时高精度的运动控制问题,提出一种上层为基于路径点Cost的路径点筛选器与基于横纵向轮胎力分析的速度规划器、下层为基于线性时变动力学模型预测的路径跟踪控制器与速度控制器的两层架构,并引入最小均方(Least Mean Square,LMS)自适应状态估计器提升系统的抗噪性。路径点筛选器提升运算速度并减少筛选过程中的关键信息损失,速度规划器在安全行驶前提下生成最优速度曲线。路径跟踪控制器考虑跟踪偏差软约束,提升跟踪效果。LMS状态估计器基于在线矫正的动力学模型,对横摆角速度与横向速度在线估计。搭建dSPACE-TX2硬件在环仿真环境,在高速公路工况及双移线工况下对比所提出方案与传统运动跟踪控制。半实物仿真结果表明,所提出的运动控制架构提升了抗噪性能与21%的跟踪精度,且满足50 Hz高频控制的要求。
文摘针对持续扰动下的分布式状态耦合非线性系统,提出一种新的多耦合分布式经济模型预测控制(Economic model predictive control,EMPC)策略.由于耦合非线性系统的经济性能函数的非凸性和非正定性,首先引入关于经济最优平衡点的正定辅助函数和相应的辅助优化问题.接着,利用辅助函数的最优值函数构造原始分布式EMPC的一类隐式收缩约束.然后,建立状态耦合分布式EMPC的递推可行性和闭环系统关于最优经济平衡点的输入到状态稳定性(Input-to-state stability,ISS).最后,以耦合的四个连续搅拌釜反应器(Continuous stirred tank reactors,CSTRs)为例,验证本文所提策略的有效性.
文摘由于统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)系统结构复杂、控制难度大,单一的控制策略不足以使其应对电网系统中的各种故障情况。因此,文中采用一种线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)与模型预测控制(model predictive control,MPC)的复合控制策略。在电压外环控制中采用LADRC策略以提高系统快速性与抗扰性,并给电流内环提供更精确的参考电流信号;在电流内环控制中采用电流MPC策略以提高跟踪参考信号的能力与系统的鲁棒性,同时对模型预测的空间电压矢量的分区进行优化,减少控制器计算量,在保证输出电流质量的前提下提高运算速度。最后,基于MATLAB/Simulink仿真实验平台对系统进行建模仿真,结果验证了采用LADRC-MPC控制策略对电网电压暂升/暂降、负载不对称引起的电流畸变与谐波污染等综合电能质量问题,可以起到更好的补偿效果,对电网电压的支撑能力也更强。
