离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制 被引量：2

1

作者 张军 裴润 +1 位作者 刘福才 裴辛哲 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期450-453,共4页

对于输入受约束的不确定时滞系统 ,提出了离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制 ,用LMI解决时滞系统的输入受约束控制 ,给出了新的鲁棒性能指标上界和系统稳定的充分条件 ,通过求解LMI凸优化获得状态反馈控制律 ,仿真验证了该方法的有... 对于输入受约束的不确定时滞系统 ,提出了离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制 ,用LMI解决时滞系统的输入受约束控制 ,给出了新的鲁棒性能指标上界和系统稳定的充分条件 ,通过求解LMI凸优化获得状态反馈控制律 ,仿真验证了该方法的有效性 .结果表明 ,基于LMI约束不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制易于求解 ,适于实际应用 . 展开更多

关键词 离散不确定时滞系统 鲁棒模型预测控制 稳定性 LMI

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基于ESO的水下机器人机械臂系统鲁棒模型预测控制 被引量：2

2

作者 王红都 高枫 +1 位作者 黎明 付东飞 《水下无人系统学报》 2023年第6期827-838,共12页

考虑到海洋环境的复杂性、不确定性及水下机器人机械臂系统(UVMS)的强非线性、强耦合性等特点,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的鲁棒模型预测控制(RMPC)方法。首先基于UVMS的动力学特性,建立其动力学模型,并忽略不确定项和干扰给出其... 考虑到海洋环境的复杂性、不确定性及水下机器人机械臂系统(UVMS)的强非线性、强耦合性等特点,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的鲁棒模型预测控制(RMPC)方法。首先基于UVMS的动力学特性,建立其动力学模型,并忽略不确定项和干扰给出其名义模型系统。然后,基于名义系统设计了RMPC算法。将原系统的不确定项、干扰以及建模误差等影响因素集总为扩张状态,设计了ESO对其进行估计,并在名义模型的RMPC基础上进行了补偿,以得到应用于UVMS系统的RMPC方法。最后通过仿真实验证明,基于ESO的RMPC具有很好的轨迹跟踪性能和抗扰动能力。 展开更多

关键词 水下机器人机械臂系统 鲁棒模型预测控制 扩张状态观测器 轨迹跟踪

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一种缩短虚拟编组列车追踪间距的鲁棒模型预测控制方法 被引量：12

3

作者 罗啸林 唐涛 +1 位作者 林炳跃 刘宏杰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期68-76,共9页

作为当前轨道交通的研究热点,虚拟编组列车由多个单元列车借助于车车通信和主动控制构成。虚拟编组列车按照与物理编组列车一致的方式提供运输服务,所有单元列车应整体被视为一列车进行管理和控制。因此,要求单元列车像物理连挂一样保... 作为当前轨道交通的研究热点,虚拟编组列车由多个单元列车借助于车车通信和主动控制构成。虚拟编组列车按照与物理编组列车一致的方式提供运输服务,所有单元列车应整体被视为一列车进行管理和控制。因此,要求单元列车像物理连挂一样保持很小的追踪间距。但由于缺少了车钩进行物理连挂,运行过程中受到的不确定干扰使得实现虚拟编组单元列车小间距安全追踪非常困难。针对该问题,首先提出一种基于分布式鲁棒模型预测控制(RMPC)的虚拟编组列车追踪控制方法,保证虚拟编组列车安全运行以及单元列车追踪间距有界。在此基础上,设计一种基于线性矩阵不等式的优化算法,通过减小RMPC控制误差,达到进一步缩短单元列车的追踪间距的目的。为证明该方法的有效性,仿真了由3辆单元列车构成的虚拟编组列车在一个站间的完整运行过程,并与既有文献中的方法进行了对比。仿真结果显示,单元列车追踪间距可由普通MPC方法下的10 m减小至本方法下的5.05 m,其缩短幅度达到49.5%。实验结果表明,所提出的RMPC方法及其优化算法能够在保证安全运行的前提下缩短虚拟编组单元列车追踪间距。 展开更多

关键词 虚拟编组 单元列车 列车运行控制 追踪间距 鲁棒模型预测控制

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基于鲁棒模型预测控制的智慧社区分层级多时间尺度协调优化调度 被引量：4

4

作者 刘宝林 周少雄 +1 位作者 曾智基 杨苹 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第11期1677-1683,共7页

文章提出了基于鲁棒模型预测控制的分层级多时间尺度协调优化调度策略。该策略针对具有双级结构的智慧社区能源系统,包括日前全局优化调度算法和日内微电网并网功率控制方法。日内全局优化调度算法以可再生能源出力最大化下的网络损耗... 文章提出了基于鲁棒模型预测控制的分层级多时间尺度协调优化调度策略。该策略针对具有双级结构的智慧社区能源系统,包括日前全局优化调度算法和日内微电网并网功率控制方法。日内全局优化调度算法以可再生能源出力最大化下的网络损耗最小为优化目标,将微电网视为一个功率可控的节点,通过二阶锥规划方法求解非凸非线性规划问题。日内微电网并网功率控制方法采用考虑有界随机扰动及机会约束的鲁棒模型预测控制,为加快粒子算法的寻优能力和处理机会约束,提出了适于在线滚动优化的改进粒子群算法。通过算例仿真验证了所提出的分层级多时间尺度协调控制策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 智慧社区 微电网 分层级多时间尺度 优化调度 二阶锥规划 鲁棒模型预测控制

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参数自优化的有人与无人车辆编队鲁棒模型预测控制

5

作者 宋佳睿 陶刚 +3 位作者 李德润 臧政 吴绍斌 龚建伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期84-97,共14页

为解决有人与无人车辆编队中,有人领航车紧急加减速和紧急转向控制输入对无人车跟踪控制的扰动问题,设计了一种参数自优化的有人与无人车辆编队鲁棒模型预测控制算法。通过采集分析历史数据确定控制器扰动的噪声极值,并经过适度放缩得... 为解决有人与无人车辆编队中,有人领航车紧急加减速和紧急转向控制输入对无人车跟踪控制的扰动问题,设计了一种参数自优化的有人与无人车辆编队鲁棒模型预测控制算法。通过采集分析历史数据确定控制器扰动的噪声极值,并经过适度放缩得到其鲁棒边界。设计抑制该扰动的局部反馈鲁棒控制器,并通过贝叶斯优化的方法实现鲁棒边界等控制器参数自优化。基于混合整数线性优化的方法预测有人领航车未来轨迹,并设计鲁棒模型预测控制器实现无人车对有人领航车的跟踪控制。仿真和实车试验结果表明:所设计的鲁棒模型预测控制器在跟踪精度方面相比于传统模型预测控制器有明显的提升;同时该控制器有效地抵抗了来自有人领航车紧急加减速和紧急转向控制输入、无人跟随车系统模型不确定性和外部环境的扰动,振荡情况明显改善,提高了系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 有人与无人车辆编队 领航跟踪控制 鲁棒模型预测控制 贝叶斯优化

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基于神经网络优化的鲁棒模型预测控制

6

作者 梁肖 崔宝同 楼旭阳 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第6期776-781,共6页

在工业过程控制中,由于存在模型失配、不确定性和外部扰动等因素的影响,容易造成系统不稳定,影响控制效果。为提高控制系统鲁棒性,提出采用投影神经网络优化鲁棒模型预测控制问题。将鲁棒模型预测控制问题转化成min-max优化问题进行处理... 在工业过程控制中,由于存在模型失配、不确定性和外部扰动等因素的影响,容易造成系统不稳定,影响控制效果。为提高控制系统鲁棒性,提出采用投影神经网络优化鲁棒模型预测控制问题。将鲁棒模型预测控制问题转化成min-max优化问题进行处理,并采用投影神经网络模型进行在线求解。该神经网络动态优化方法充分发挥了神经网络并行和分布式处理的优点,且简单结构易于电路实现,并具有全局收敛特性。通过多相流量计仿真实验,表明该算法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 鲁棒模型预测控制 min-max问题 投影神经网络

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最大控制律的多面体不变集鲁棒模型预测控制

7

作者 邢丽娟 杨世忠 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第12期34-38,共5页

为实现线性变参数系统的快速稳定控制,提出一种最大控制律的多面体不变集鲁棒模型预测控制算法。离线时,通过设定一组渐近趋向于稳定点的给定值,按照状态变量到稳定点距离大致相同的原则,构建一系列状态变量值集合,通过优化得到每个集... 为实现线性变参数系统的快速稳定控制,提出一种最大控制律的多面体不变集鲁棒模型预测控制算法。离线时,通过设定一组渐近趋向于稳定点的给定值,按照状态变量到稳定点距离大致相同的原则,构建一系列状态变量值集合,通过优化得到每个集合中较大的控制律,然后采用反推的方式优化得到一系列最大的控制律,并结合系统的输入输出约束得到离线多面体不变集。在线时,根据每个采样周期状态变量在多面体不变集中的位置,通过线性插值优化得到系统的实际控制律。给出离线在线算法的详细步骤和系统的闭环稳定性证明。通过仿真比较验证所提算法的有效性,表明所提算法使系统响应更为快速和稳定。 展开更多

关键词 最大控制律 多面体不变集 鲁棒模型预测控制 线性变参数系统 优化

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时变不确定系统的输出反馈鲁棒预测控制方法

8

作者 王超 张胜修 +1 位作者 张超 秦伟伟 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期71-77,共7页

针对存在有界干扰的多胞线性时变系统,提出了在系统状态不可测时的输出反馈Tube不变集鲁棒模型预测控制方法。该方法基于状态反馈Tube不变集鲁棒模型预测控制策略,在性能指标与控制器设计中直接利用观测状态,通过对真实状态和观测状态... 针对存在有界干扰的多胞线性时变系统,提出了在系统状态不可测时的输出反馈Tube不变集鲁棒模型预测控制方法。该方法基于状态反馈Tube不变集鲁棒模型预测控制策略,在性能指标与控制器设计中直接利用观测状态,通过对真实状态和观测状态定义多面体不变集序列,确保给出的基于估计状态的反馈控制律使包含状态观测器在内的整个闭环系统状态鲁棒渐近稳定,并收敛于终端干扰不变集。仿真结果验证了该控制方法的有效性。 展开更多

关键词 有界干扰 多胞不确定系统 鲁棒模型预测控制 状态估计 输出反馈 多面体不变集

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城市道路智能网联车辆轨迹鲁棒控制方法

9

作者 刘美岐 金楷然 +1 位作者 李雅澜 郭戈 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期31-40,共10页

针对车辆控制系统的执行器延迟和外部环境不确定性导致的智能网联车队性能不稳定甚至系统失稳问题,本文提出一种强鲁棒的信控路段智能网联车辆轨迹优化控制方法。首先,构建三阶车辆控制系统动态模型,以优化乘坐舒适性、安全性、车队平... 针对车辆控制系统的执行器延迟和外部环境不确定性导致的智能网联车队性能不稳定甚至系统失稳问题,本文提出一种强鲁棒的信控路段智能网联车辆轨迹优化控制方法。首先,构建三阶车辆控制系统动态模型,以优化乘坐舒适性、安全性、车队平稳性、燃油经济性和交通延误为目标,以闯红灯和不安全的车间距离为惩罚,以速度和加速度上下界为约束,以前方交叉口信号变化为系统反馈,设计车辆轨迹控制器以提升受控车辆的运行效率。其次,将车辆轨迹控制器构建为最小—最大模型预测控制问题,针对执行器延迟和不确定性的最坏情况优化成本函数得到控制输入,以改善受控车队的稳定性。然后,采用迭代的庞德里雅金极大值原理进行求解,将控制问题离散化并将不确定参数划分为多个连续区间,找出最坏情况进行迭代计算,正向求解状态变量并逆向求解共轭变量,以提高控制问题的求解效率。仿真结果表明,该轨迹控制方法在信控路段和无信控路段均表现良好,有效应对随机的执行器延迟和外部车辆的干扰,如信号参数的改变、人类驾驶车辆的剧烈变速和小幅度的轨迹偏差。本文提出的鲁棒控制器具有良好的稳定性和优越性,能够显著改善乘坐舒适度(75.7%)并减少燃油消耗(18.4%)。 展开更多

关键词 智能交通 轨迹控制 鲁棒模型预测控制 智能网联车 感应式信号

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基于高斯回归学习的场景优化鲁棒预测控制 被引量：1

10

作者 熊伟亮 何德峰 +1 位作者 王秀丽 周丹 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期693-701,共9页

针对具有未知加性不确定性的约束线性系统,提出基于高斯过程回归学习的场景优化鲁棒模型预测控制算法.在离线阶段使用高斯回归从经验数据中学习不确定性结构与参数,能够抽取大量随机场景.在在线控制阶段中,求解抽取场景所构建的有限时... 针对具有未知加性不确定性的约束线性系统,提出基于高斯过程回归学习的场景优化鲁棒模型预测控制算法.在离线阶段使用高斯回归从经验数据中学习不确定性结构与参数,能够抽取大量随机场景.在在线控制阶段中,求解抽取场景所构建的有限时域优化问题,将滚动优化得到的控制律作用于系统.引入松弛变量保证优化问题的可行性,应用随机凸优化理论,证明所提算法使系统以一定的置信度满足松弛机会约束,收敛于终端域.通过DC-DC转换器和网联车巡航控制仿真实验,验证了本文算法的有效性和优越性. 展开更多

关键词 鲁棒模型预测控制 场景优化 高斯回归学习 机会约束 随机凸优化

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基于PD-RMPC算法解决弹性体高超声速飞行器的输入饱和与状态约束问题 被引量：3

11

作者 张广豪 郭宏宇 +2 位作者 秦伟伟 张植 何兵 《航空兵器》 2017年第3期33-40,共8页

由于强不确定性、高非线性、强耦合性,输入饱和及飞行状态受约束等问题,使得控制系统的设计中存在许多难题。因此,设计一个能够解决模型不确定性和保持严格执行飞行约束的控制算法十分必要。首先,基于线性矩阵不等式(LMIs)凸优化的控制... 由于强不确定性、高非线性、强耦合性,输入饱和及飞行状态受约束等问题,使得控制系统的设计中存在许多难题。因此,设计一个能够解决模型不确定性和保持严格执行飞行约束的控制算法十分必要。首先,基于线性矩阵不等式(LMIs)凸优化的控制策略,并结合张量积模型转化方法将考虑气动热弹性因素的非线性动力学模型转变成线性参数模型(LPV);其次,将PDRMPC算法应用于LPV模型以克服输入饱和及飞行状态受限影响。这种控制策略不仅可以解决参数模型的不确定性和弹性体模型的鲁棒稳定性问题,同时也保证了在约束下的系统状态稳定。最终,数值仿真结果证实了方法的有效性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 参数依赖鲁棒模型预测控制算法 LPV模型 张量积模型转换

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