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基于虚拟电压矢量模型预测转矩的船舶推进电机控制研究 被引量：1
1
作者 张聪 周永健 +3 位作者 黄健 殷紫栋 欧阳武 周新聪 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第7期98-105,共8页
针对船舶电力推进系统中六相永磁同步电机所采用传统直接转矩控制技术(DTC)仅采用最外围电压大矢量,会产生较大谐波电流并导致转矩波动大的问题,提出基于虚拟电压矢量合成的模型预测转矩控制策略(V-MPTC),利用α-β子空间中同向的大矢... 针对船舶电力推进系统中六相永磁同步电机所采用传统直接转矩控制技术(DTC)仅采用最外围电压大矢量,会产生较大谐波电流并导致转矩波动大的问题,提出基于虚拟电压矢量合成的模型预测转矩控制策略(V-MPTC),利用α-β子空间中同向的大矢量和中矢量与z_(1)-z_(2)子空间中反向的小矢量和中矢量恰好对应原理,通过适当地调节一个PWM周期内大矢量和中矢量的占空比,可以使z_(1)-z_(2)子空间中的合成电压矢量幅值为0,实现对电机谐波电流和转矩脉动的抑制。同时为了便于硬件系统实现,进行电压矢量中心化以及采取提前2步的预测方法。仿真结果表明,采用V-MPTC控制策略使系统响应速度有所提高,启动转速超调降低,转矩脉动从0.15 N·m降至0.04 N·m,谐波畸变率从68.92%降至10.85%,验证了该方法在船舶电力推进系统中可提高其控制性能。 展开更多
关键词 船舶电力推进 模型预测转矩控制 谐波电流抑制 电压矢量
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DAB储能变换器双闭环模型预测控制与PI补偿控制策略研究 被引量：1
2
作者 陈桂涛 宋晨飞 +2 位作者 刘飞飞 黄伯雄 孙向东 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-9,共9页
针对直流微电网中分布式电源输入输出功率不稳定造成的直流母线电压波动问题,鉴于双有源桥(DAB)储能变换器具有能量双向流动的特点,提出一种基于内模原理的双闭环模型预测控制策略。在分析DAB变换器扩展移相调制原理与特性基础上,重点... 针对直流微电网中分布式电源输入输出功率不稳定造成的直流母线电压波动问题,鉴于双有源桥(DAB)储能变换器具有能量双向流动的特点,提出一种基于内模原理的双闭环模型预测控制策略。在分析DAB变换器扩展移相调制原理与特性基础上,重点研究电压外环和电流内环的模型预测控制策略。针对模型预测控制性能依赖电路参数准确度问题,分别从电路主要参数失配对功率传输和直流母线稳压的影响两个角度出发,深入分析模型参数敏感度。最终设置直流母线电压稳态误差灵敏度区,在误差灵敏度区外仅采用双闭环模型预测控制以保证系统的动态响应性能,在误差灵敏度区内采用双闭环模型预测控制和PI补偿控制以消除系统稳态误差。搭建实验平台进行实验验证,结果表明:在系统受到扰动时,DAB储能变换器可实现快速地充放电对系统进行补偿,混合控制策略可快速保持母线电压的稳定,实现系统功率均衡,增强系统抗扰能力。 展开更多
关键词 微电网 变换器 直流母线电压波动 双有源桥 扩展移相 双闭环模型预测控制 PI补偿控制
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共母线开绕组永磁同步牵引电机级联模型预测电流控制 被引量：1
3
作者 高锋阳 吴银波 +3 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3321-3334,共14页
为抑制共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统转矩脉动和由共模电压以及三次谐波反电动势作用于零轴回路产生的零序电流,提出一种自抗扰级联模型预测电流控制方法。首先,在第1级采用第1个有效电压矢量使得q轴电流增加,第2个有效电压矢... 为抑制共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统转矩脉动和由共模电压以及三次谐波反电动势作用于零轴回路产生的零序电流,提出一种自抗扰级联模型预测电流控制方法。首先,在第1级采用第1个有效电压矢量使得q轴电流增加,第2个有效电压矢量使得q轴电流减小,这一新的筛选组合规则将2个有效矢量根据对q轴电流作用效果分组寻优和作用时间分配;其次,在第2级对第1级所选有效电压矢量的零轴分量局部寻优,在第3级对第1级和第2级优化后系统产生的零轴电流分量采用极性相反的零矢量进行矢量分类寻优抑制,并精确分配作用时间;然后,在第4级对前3级所选电压矢量进行开关状态局部寻优,确定最优电压矢量的低开关频率状态组合作用于逆变器。最后,引入自抗扰控制减少电机启动加速过程中的调速超调,并对所提策略和双矢量模型预测电流控制进行稳态和动态仿真对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率和调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步对共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统弱磁控制进行究,以及将驱动控制系统应用于机车牵引提供参考。 展开更多
关键词 开绕组永磁同步牵引电机 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 自抗扰控制
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结温导向的牵引变流器寿命优化控制
4
作者 向超群 杜京润 +2 位作者 陈春阳 李佳怡 成庶 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期45-56,共12页
结温是影响绝缘栅双极型晶体管(IGBT)寿命的主要因素。为了提高地铁两电平牵引变流器寿命,提出一种降低结温的异步牵引电机双矢量模型预测转矩控制(DVMPTC)策略。将传统DVMPTC的第二个电压矢量选择范围缩小在与第一个电压矢量不切换或... 结温是影响绝缘栅双极型晶体管(IGBT)寿命的主要因素。为了提高地铁两电平牵引变流器寿命,提出一种降低结温的异步牵引电机双矢量模型预测转矩控制(DVMPTC)策略。将传统DVMPTC的第二个电压矢量选择范围缩小在与第一个电压矢量不切换或仅切换一次的范围,降低IGBT开关损耗的同时减小系统计算量;在代价函数中约束IGBT及其反并联二极管的损耗,动态加入损耗因子,并赋予权重系数,使得最优矢量的选择兼顾控制性能与降低损耗。通过仿真分析,本文所提方法相较于传统基于分段调制算法的直接转矩控制策略,降低了结温及其波动,提高了牵引变流器寿命。 展开更多
关键词 两电平牵引变流器 IGBT模块结温 双矢量模型预测转矩控制 损耗因子 牵引变流器寿命
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基于FPGA的PMLSM三矢量模型预测电流控制IP核设计及硬件在环验证 被引量：1
5
作者 谭会生 卿翔 肖鑫凯 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第11期988-997,共10页
为了提升永磁直线同步电机(PMLSM)电流控制的稳态性能和执行速度,同时降低资源消耗,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一个三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)知识产权(IP)核,并利用FPGA在环可视化验证方法,建立了一个PMLSM的TV-MPCC IP... 为了提升永磁直线同步电机(PMLSM)电流控制的稳态性能和执行速度,同时降低资源消耗,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一个三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)知识产权(IP)核,并利用FPGA在环可视化验证方法,建立了一个PMLSM的TV-MPCC IP核验证系统。通过Simulink对TV-MPCC策略进行算法级仿真,并优化了基本电压矢量的作用顺序;采用并行与资源共享硬件优化技术设计并封装了一个TV-MPCC IP核,并对其进行了功能仿真;将设计部署在FPGA芯片XC7Z020CLG400-2上,利用FPGA在环可视化验证平台进行实验研究。结果表明,TV-MPCC策略下d、q轴电流跟踪误差和电流脉动均降低90%以上;FPGA工作在100 MHz下,实现一次算法的时间为0.62μs,仅为软件PyCharm执行时间的0.414%。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机(PMLSM) 三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC) 现场可编程门阵列(FPGA) 电流跟踪误差 电流脉动
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永磁超环面电机优化三矢量模型预测电流控制
6
作者 刘欣 王正阳 王晓远 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3297-3309,共13页
为提高传统预测电流控制下永磁超环面电机系统的稳态输出性能,研究了永磁超环面电机优化三矢量模型预测电流控制(OTV-MPCC)策略。基于永磁超环面电机的结构原理,在旋转坐标系下建立该电机具有时变参数的数学模型,分析结构参数对电机输... 为提高传统预测电流控制下永磁超环面电机系统的稳态输出性能,研究了永磁超环面电机优化三矢量模型预测电流控制(OTV-MPCC)策略。基于永磁超环面电机的结构原理,在旋转坐标系下建立该电机具有时变参数的数学模型,分析结构参数对电机输出的影响。针对含有时变参数的永磁超环面电机系统,采用永磁超环面电机OTV-MPCC策略,在一个采样周期内作用3个电压矢量,同时通过遍历5种三矢量组合选取第二最优电压矢量,减少电流预测迭代。将永磁超环面电机OTV-MPCC策略与占空比模型预测电流控制(DR-MPCC)策略、双矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)策略进行仿真对比,结果表明:OTV-MPCC策略可有效降低永磁超环面电机的电流与转矩脉动,提高稳态输出性能。 展开更多
关键词 永磁超环面电机 优化三矢量 模型预测控制 时变参数 电流控制
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基于三矢量的PWM整流器改进模型预测直接功率控制方法
7
作者 李善寿 朱世璠 谢陈磊 《安徽建筑大学学报》 2024年第5期46-54,共9页
为解决传统模型预测直接功率控制存在的开关频率不恒定、计算量大、共模电压大问题,设计了一种三矢量模型预测直接功率控制方法。该方法通过在单个控制周期内输出三个不同电压矢量,克服了传统方法因连续多个周期输出相同电压矢量造成的... 为解决传统模型预测直接功率控制存在的开关频率不恒定、计算量大、共模电压大问题,设计了一种三矢量模型预测直接功率控制方法。该方法通过在单个控制周期内输出三个不同电压矢量,克服了传统方法因连续多个周期输出相同电压矢量造成的开关频率不恒定问题;同时,在两相静止坐标系中,通过优化空间电压矢量图划分方法,采用两个代价函数确定电网电压矢量所在扇区,将算法的遍历次数从27次降至10次,克服了传统方法计算量大的问题;此外,通过去除两个冗余零矢量PPP与NNN,将共模电压抑制在Udc/3以内。最后搭建了5kW实验样机进行实验验证,仿真与实验结果表明,该方法可以有效降低计算量,输出谐波和共模电压抑制效果优于传统方法。 展开更多
关键词 T型三电平 PWM整流器 模型预测直接功率控制 最优电压矢量序列 共模电压抑制
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模型预测转矩自抗扰控制下直驱永磁同步发电机最大追踪系统 被引量：3
8
作者 杨亚 朱强 徐杰 《西安工程大学学报》 CAS 2024年第1期16-23,共8页
为了更好地获取风能,构建了一种基于模型预测转矩自抗扰的最大功率追踪控制系统,用于直驱永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)来实现系统的最大输出功率追踪。为了提升PMSG响应性能,增强PMSG抗扰动性能,首先... 为了更好地获取风能,构建了一种基于模型预测转矩自抗扰的最大功率追踪控制系统,用于直驱永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)来实现系统的最大输出功率追踪。为了提升PMSG响应性能,增强PMSG抗扰动性能,首先在电流环设计了模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC),同时在速度环提出了一种参数补偿改进自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略,该方法继承了ADRC和MPTC的优点,可以很好地处理内部和外部干扰、建模误差和风速变化等不确定性问题,以实现在不同风速下最大功率追踪性能。从仿真结果可知当风速变化较小时所提控制策略转速静态误差几乎为0,传统MPTC控制策略误差为0.2 rad/s;当风速变化较大时所提控制策略转速静态误差较小,传统MPTC控制策略误差达到5 rad/s。研究结果表明所提出的控制方法在最大功率追踪较传统控制器具有更好的动态响应性能以及抗干扰性能。 展开更多
关键词 风能转换系统 永磁同步发电机(PMSG) 模型预测转矩控制(MPTC) 自抗扰控制(ADRC) 参数补偿
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面向全矢量线控车辆极限运动的分层式协同控制 被引量：1
9
作者 郑凯 吴晓东 +2 位作者 应东平 苏建业 许敏 《汽车工程学报》 2024年第2期205-216,共12页
装配四轮分布式驱动-转向(4WID-4WIS)底盘的全矢量线控车辆具备多可控自由度、高速稳定性强的特点,是极限工况稳定裕度和安全性较高的理想车型。为了解决全矢量线控车辆在极限工况下纵横向控制冲突危害行车安全的问题,提出一种基于模型... 装配四轮分布式驱动-转向(4WID-4WIS)底盘的全矢量线控车辆具备多可控自由度、高速稳定性强的特点,是极限工况稳定裕度和安全性较高的理想车型。为了解决全矢量线控车辆在极限工况下纵横向控制冲突危害行车安全的问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)的分层式车辆纵向和横向运动协同控制方法。建立基于单轨模型的期望运动状态识别方法,设计模型预测控制器转换动力学目标,采用泰勒展开和前向欧拉方法对预测模型进行线性离散化处理;设计基于负荷率的轮胎力优化分配方法,利用反正切轮胎逆模型求解控制执行量。仿真结果表明,协同控制方法能显著提高车辆在不同路面下的极限运动稳定性,更精准地跟踪期望运动状态,扩大稳定裕度,保障行车安全。 展开更多
关键词 全矢量线控车辆 极限工况 分层式协同控制 模型预测控制 负荷率
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基于需求功率预测的电动拖拉机能量管理策略 被引量：2
10
作者 盛志鹏 夏长高 +1 位作者 孙闫 韩江义 《农机化研究》 北大核心 2024年第5期216-221,共6页
针对电动拖拉机在犁耕工况下电机需求电流波动比较大的特点,为了改善动力电池的输出电流过高或过低及电动拖拉机犁耕持续作业时间短的现象,利用超级电容高功率密度的特点,设计了一种锂电池+超级电容结构的双电源电动拖拉机,并建立了Ames... 针对电动拖拉机在犁耕工况下电机需求电流波动比较大的特点,为了改善动力电池的输出电流过高或过低及电动拖拉机犁耕持续作业时间短的现象,利用超级电容高功率密度的特点,设计了一种锂电池+超级电容结构的双电源电动拖拉机,并建立了Amesim/Simulink联合仿真模型。以模型预测控制作为双电源系统的能量管理方法,基于长短期记忆神经网络建立电动拖拉机犁耕工况下的需求功率预测模型,使用动态规划算法求解最佳的锂电池输出电流。仿真结果表明:相比于模糊控制策略,基于模型预测控制策略有效降低了锂电池大电流放电的频率且峰值电流降低了40%,有效提高了锂电池的使用寿命;超级电容的SOC保持在比较高的范围内,且电动拖拉机在犁耕工况下的单位里程能量消耗降低了2.17%,实现了双电源电流分配最优,提高了电动拖拉机的动力性和经济性。 展开更多
关键词 纯电动拖拉机 双电源 模型预测控制 长短期记忆神经网络 能量管理
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基于滑模扰动观测器的永磁同步电机模型预测电流控制 被引量：2
11
作者 朱俊 王月武 朱艳 《广西科技大学学报》 CAS 2024年第3期73-82,共10页
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)单矢量模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)中,存在电流具有较大波动、稳态性能较差、依赖模型参数且抗扰能力不足的问题。针对这些问题,研究了双矢量模型... 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)单矢量模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)中,存在电流具有较大波动、稳态性能较差、依赖模型参数且抗扰能力不足的问题。针对这些问题,研究了双矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)算法,该算法在一个采样周期内进行2次电压矢量选择。同时,设计了一种基于改进趋近率(SMRL)的滑模扰动观测器(SMO),滑模增益采用分段式函数来实现。通过仿真实验,验证了所提出的TV-MPCC算法和SMO的有效性。与传统的MPCC相比,TV-MPCC可以显著降低电流的波动,并提高系统的鲁棒性。同时,SMO的引入使得系统能够更好地观测和补偿扰动,进一步提高了系统的稳态性能。本研究表明,双矢量模型预测电流控制结合滑模扰动观测器的方法在提高PMSM的鲁棒性能方面具有较好的效果。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测 电流控制 双矢量 滑模扰动观测器
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基于模型预测控制的双机组混合动力船舶能量管理研究 被引量：3
12
作者 周寅正 陈俐 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第S01期74-83,共10页
[目的]船舶柴电混合动力系统合理分配柴油机和电机输出功率,可大幅降低油耗和排放。针对传统混合动力能量管理策略的性能最优与运算实时的矛盾,提出采用模型预测控制(MPC)进行能量管理瞬时优化。[方法]首先,利用反向建模法搭建由双柴油... [目的]船舶柴电混合动力系统合理分配柴油机和电机输出功率,可大幅降低油耗和排放。针对传统混合动力能量管理策略的性能最优与运算实时的矛盾,提出采用模型预测控制(MPC)进行能量管理瞬时优化。[方法]首先,利用反向建模法搭建由双柴油发电机组、储能系统、岸电组成的客渡船混合动力系统能量流模型;然后,提出以油耗和电能消耗的总温室气体(GHG)排放为目标函数,在系统约束条件下可在线滚动优化求解的MPC能量管理算法,最终进一步进行了不同预测时域长度的灵敏度分析。[结果]仿真结果表明,MPC较传统规则控制方法可分别降低4.85%的燃油消耗量和3.54%的温室气体总排放。[结论]相比于传统的规则控制策略,MPC油耗低,温室气体排放少,且计算负荷较小,具有良好的实船应用潜力。 展开更多
关键词 双机组混合动力 模型预测控制 温室气体排放
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基于矢量场制导法和模型预测控制的船舶路径跟踪与避碰
13
作者 何宇 欧阳子路 +2 位作者 邹璐 陈伟民 邹早建 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1644-1653,共10页
为提高船舶路径跟踪和避碰效果,提出了一种基于矢量场制导法的模型预测控制方法.首先,采用矢量场制导算法将船舶的路径跟踪和船舶避碰问题转换为航向控制问题;然后,采用一阶Nomoto响应模型作为模型预测控制的动力学模型,考虑船舶的舵角... 为提高船舶路径跟踪和避碰效果,提出了一种基于矢量场制导法的模型预测控制方法.首先,采用矢量场制导算法将船舶的路径跟踪和船舶避碰问题转换为航向控制问题;然后,采用一阶Nomoto响应模型作为模型预测控制的动力学模型,考虑船舶的舵角输入受限问题,引入干扰观测器对模型误差项和环境扰动进行补偿,并应用Lyapunov理论证明了所设计的路径跟踪控制系统的稳定性;最后,设计了基于矢量场制导法的避碰策略,使船舶在路径跟踪的过程中同时完成自主避碰.仿真计算结果表明,开发的方法可以使船舶在波浪干扰作用下准确地跟踪目标路径并有效实现避碰. 展开更多
关键词 船舶路径跟踪 避碰 模型预测控制 矢量场制导法 干扰观测器
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非质心推进航天器近距离接近姿轨一体化控制
14
作者 李婧涵 周荻 +2 位作者 李思远 杜润乐 刘佳琪 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期1959-1973,共15页
针对航天器推力器布局限制以及姿轨一体化控制问题,提出了一种新型航天器推进器配置和姿轨一体化控制方案。为描述航天器平移和旋转运动的耦合效应,基于对偶四元数建立了一体化相对运动模型。随后,针对航天器近距离接近问题,设计了一种... 针对航天器推力器布局限制以及姿轨一体化控制问题,提出了一种新型航天器推进器配置和姿轨一体化控制方案。为描述航天器平移和旋转运动的耦合效应,基于对偶四元数建立了一体化相对运动模型。随后,针对航天器近距离接近问题,设计了一种适用于对偶四元数模型的模型预测控制器。进而,针对所研究的非质心推力布局航天器,提出了一种指令规划与执行方案。最后,对闭环控制系统进行仿真验证,并与其它控制方法进行了比较。结果表明,本方案中基于对偶四元数的模型预测控制系统收敛速度更快,姿态和轨道控制精度更高;并且控制指令规划与执行方法能够很好地将一般化的控制指令应用于非质心推进航天器,从而验证了本方案的可行性与有效性。 展开更多
关键词 对偶四元数 模型预测控制 推力器布局 姿轨一体化
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基于PID理论的自触发MPC移动机器人控制方法
15
作者 何党桐 马凯 +2 位作者 李宇翔 贺宁 贺利乐 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期236-242,共7页
为解决常规自触发模型预测控制(STMPC)应用于移动机器人系统会因为附加扰动而产生系统状态突变问题,针对具有输入、输出约束及附加扰动的移动机器人系统,提出一种基于比例、微分和积分(PID)的自触发模型预测控制(PID-STMPC)算法,以降低... 为解决常规自触发模型预测控制(STMPC)应用于移动机器人系统会因为附加扰动而产生系统状态突变问题,针对具有输入、输出约束及附加扰动的移动机器人系统,提出一种基于比例、微分和积分(PID)的自触发模型预测控制(PID-STMPC)算法,以降低最优控制问题(OCP)的求解频次,并削弱残余误差和状态突变对机器人的系统影响。在实际移动机器人系统中对所开发的PID-STMPC算法有效性进行了实验验证。实验结果表明:与常规STMPC相比,所提出的PID-STMPC策略,能够有效提高机器人系统的控制性能,在减少系统54.63%响应时间的同时降低控制器84.62%的计算资源消耗。 展开更多
关键词 移动机器人 模型预测控制 自触发控制 PID机制 双模控制
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基于比例谐振扩张状态观测器的周期扰动抑制方法
16
作者 段倩文 朱进聪 +3 位作者 孙杭 邓久强 毛耀 包启亮 《指挥与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期569-576,共8页
由于逆变器非线性及绕组非对称性,双三相同步电机驱动系统含有大量周期扰动。其以谐波电流的形式存在于定子绕组中,引起电流失真及系统损耗。针对该问题,提出基于比例谐振扩张状态观测器的谐波抑制方法。叠加比例谐振模块的扩张状态观... 由于逆变器非线性及绕组非对称性,双三相同步电机驱动系统含有大量周期扰动。其以谐波电流的形式存在于定子绕组中,引起电流失真及系统损耗。针对该问题,提出基于比例谐振扩张状态观测器的谐波抑制方法。叠加比例谐振模块的扩张状态观测器除观测总扰动外,旨在放大谐波电流幅值;针对改善后的被控对象,引入模型预测电流控制提升系统动态响应特性。实验结果表明该方法可有效降低系统损耗,提升电流正弦度。 展开更多
关键词 周期扰动抑制 双三相同步电机 比例谐振扩张状态观测器 模型预测电流控制
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四轮轮毂驱动车辆横向稳定性的底盘协同控制
17
作者 俞志豪 罗荣康 +1 位作者 吴佩宝 侯之超 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1733-1743,共11页
为了改善四轮轮毂驱动车辆的横向稳定性,本文提出一种综合转矩协调和主动后轮转向的底盘协同控制策略。该策略旨在跟踪期望的车辆横摆角速度和质心侧偏角的同时,有效抑制车身侧倾。基于轮毂电机驱动产生的垂向反力特性,设计了车辆纵向... 为了改善四轮轮毂驱动车辆的横向稳定性,本文提出一种综合转矩协调和主动后轮转向的底盘协同控制策略。该策略旨在跟踪期望的车辆横摆角速度和质心侧偏角的同时,有效抑制车身侧倾。基于轮毂电机驱动产生的垂向反力特性,设计了车辆纵向、横摆和侧倾运动的转矩协调解耦控制策略。为降低车辆横向动力学建模时忽略的非线性因素及模型不确定性对控制性能的影响,面向底盘协同控制设计了一种基于扰动观测器的模型预测控制方法,对非线性特性和不确定性进行估计和补偿。同时开展了硬件在环测试,通过双移线工况验证了所提出方法的有效性。结果表明,所提出的底盘协同控制策略能够有效提升车辆的横向稳定性,并减小车身侧倾运动;包含扰动观测的控制策略相比于无扰动观测补偿,对期望横摆角速度和质心侧偏角的跟踪误差分别降低了56.9%和27.3%,而车身侧倾角和侧倾角速度分别降低了8.9%和12.5%。 展开更多
关键词 轮毂驱动 横向稳定性 后轮转向 扰动观测器 转矩协调 模型预测控制
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基于滑模理论的轧机异步电机模型预测电流控制 被引量：1
18
作者 方毅芳 吴达远 +2 位作者 刘涛 杨盼盼 李文博 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3382-3390,共9页
小型热连轧机异步传动电机具有生产效率高、操作简单等特点,但由于其经常处于高温、高压、粉尘等恶劣的工作环境中,对控制器的抗干扰性要求较高。针对小型热连轧机异步传动电机,结合滑模控制理论和模型预测控制,运用自适应滑模控制器(AS... 小型热连轧机异步传动电机具有生产效率高、操作简单等特点,但由于其经常处于高温、高压、粉尘等恶劣的工作环境中,对控制器的抗干扰性要求较高。针对小型热连轧机异步传动电机,结合滑模控制理论和模型预测控制,运用自适应滑模控制器(ASMC)作为转速外环控制器,且运用全阶滑模磁链观测器(SMRFO)观测并计算转子磁链,设计控制系统。仿真结果表明:该系统能够有效地控制小型热连轧机异步传动电机,相较于传统的模型预测电流控制系统,其响应速度和精度得到显著提升;当电机负载转矩突变时,该系统能够快速重新追踪给定速度,进一步提升抗干扰能力。 展开更多
关键词 小型热连轧机异步传动电机 自适应滑模控制 滑模转子磁链观测器 电流预测 模型预测电流控制 负载转矩突变
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基于模型预测控制的无人机对海面小型目标的隐蔽跟踪
19
作者 李佳航 田景志 +2 位作者 吕跃勇 张泽旭 郑重 《海军航空大学学报》 2024年第6期737-744,共8页
针对具备对空探测防卫能力的海面小型机动目标的跟踪问题,提出了一种基于非线性模型预测控制的隐蔽跟踪方法。首先,搭建了无人机和海面小型机动目标的运动学模型,并对海面小型目标携带的无人机探测装备进行了能力分析;其次,根据海面小... 针对具备对空探测防卫能力的海面小型机动目标的跟踪问题,提出了一种基于非线性模型预测控制的隐蔽跟踪方法。首先,搭建了无人机和海面小型机动目标的运动学模型,并对海面小型目标携带的无人机探测装备进行了能力分析;其次,根据海面小型目标携带的探测装备的性能参数,设计出一条隐蔽的期望包围跟踪轨迹,并以此建立相应的无奇点导航向量场;最后,设计非线性模型预测控制器,以跟踪导航向量场给出的期望速度信号,实现单架无人机对非协同海上运动目标的隐蔽跟踪。仿真结果表明,使用非线性模型预测控制器,能在保证较好的控制精度下,显著减少无人机的能量消耗,增加控制器输出的平滑性。 展开更多
关键词 无人机隐蔽跟踪 海面小型机动目标 无奇点导航向量场 非线性模型预测控制
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双闭环自适应调参法在城镇供水需水量预测机器学习模型中应用研究
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作者 唐璎 刘明娟 +2 位作者 杨溢 杨溢 谭彤 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第12期248-254,共7页
针对城市供水企业在日供水量预测方面的需求,提出并设计了一种基于自动控制双闭环调节原理和自适应机器学习的水量预测模型参数调整方法。该方法创新性地引入了日变化系数和15min变化系数,在超出预设误差阈值时启动内外环控制流程调整... 针对城市供水企业在日供水量预测方面的需求,提出并设计了一种基于自动控制双闭环调节原理和自适应机器学习的水量预测模型参数调整方法。该方法创新性地引入了日变化系数和15min变化系数,在超出预设误差阈值时启动内外环控制流程调整输出偏差。通过对广东省某自来水公司实际供水数据的分析,采用双闭环自适应调参法建立的水量预测模型在预测日供水量变化时相较于传统预测方法预测精度提升了15%,模型预测结果稳定性也得到一定程度的提高。结果表明,该模型能有效提高供水量预测的准确性和稳定性,为城市供水调度和水资源节约提供了一个先进实用工具,在城镇智慧水务发展中具有重要的应用推广价值。 展开更多
关键词 日供水量预测 双闭环调节原理 自适应机器学习 预测精准度 模型稳定性 参数调整方法 智慧水务
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