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Constrained predictive control based on T-S fuzzy model for nonlinear systems 被引量:7
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作者 Su Baili Chen Zengqiang Yuan Zhuzhi 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2007年第1期95-100,共6页
A constrained generalized predictive control (GPC) algorithm based on the T-S fuzzy model is presented for the nonlinear system. First, a Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model based on the fuzzy cluster algorithm and th... A constrained generalized predictive control (GPC) algorithm based on the T-S fuzzy model is presented for the nonlinear system. First, a Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model based on the fuzzy cluster algorithm and the orthogonalleast square method is constructed to approach the nonlinear system. Since its consequence is linear, it can divide the nonlinear system into a number of linear or nearly linear subsystems. For this T-S fuzzy model, a GPC algorithm with input constraints is presented. This strategy takes into account all the constraints of the control signal and its increment, and does not require the calculation of the Diophantine equations. So it needs only a small computer memory and the computational speed is high. The simulation results show a good performance for the nonlinear systems. 展开更多
关键词 Generalized predictive control (GPC) Nonlinear system T-S fuzzy model Input constraint fuzzy cluster
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Adaptive predictive functional control based on Takagi-Sugeno model and its application to pH process 被引量:5
2
作者 苏成利 李平 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2010年第2期363-371,共9页
In order to obtain accurate prediction model and compensate for the influence of model mismatch on the control performance of the system and avoid solving nonlinear programming problem,an adaptive fuzzy predictive fun... In order to obtain accurate prediction model and compensate for the influence of model mismatch on the control performance of the system and avoid solving nonlinear programming problem,an adaptive fuzzy predictive functional control(AFPFC) scheme for multivariable nonlinear systems was proposed.Firstly,multivariable nonlinear systems were described based on Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy models;assuming that the antecedent parameters of T-S models were kept,the consequent parameters were identified on-line by using the weighted recursive least square(WRLS) method.Secondly,the identified T-S models were linearized to be time-varying state space model at each sampling instant.Finally,by using linear predictive control technique the analysis solution of the optimal control law of AFPFC was established.The application results for pH neutralization process show that the absolute error between the identified T-S model output and the process output is smaller than 0.015;the tracking ability of the proposed AFPFC is superior to that of non-AFPFC(NAFPFC) for pH process without disturbances,the overshoot of the effluent pH value of AFPFC with disturbances is decreased by 50% compared with that of NAFPFC;when the process parameters of AFPFC vary with time the integrated absolute error(IAE) performance index still retains to be less than 200 compared with that of NAFPFC. 展开更多
关键词 Takagi-Sugeno (T-S) model adaptive fuzzy predictive functional control (AFPFC) weighted recursive least square (WRLS) pH process
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Generalized Predictive Control with Online Least Squares Support Vector Machines 被引量:41
3
作者 LI Li-Juan SU Hong-Ye CHU Jian 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期1182-1188,共7页
这份报纸基于能有效地处理非线性的系统的联机最少的广场支持向量机器(LS-SVM ) 建议一个实际概括预兆的控制(GPC ) 算法。在每个采样时期,算法递归地由增加新数据对并且在实时性质上从考虑删除最不重要的修改模型。删除的数据对被 lag... 这份报纸基于能有效地处理非线性的系统的联机最少的广场支持向量机器(LS-SVM ) 建议一个实际概括预兆的控制(GPC ) 算法。在每个采样时期,算法递归地由增加新数据对并且在实时性质上从考虑删除最不重要的修改模型。删除的数据对被 lagrange 的绝对值从最后一个采样时期更多样地决定。当增加新数据对并且删除存在的时,纸给模型参数的递归的算法分别地,一个大矩阵的倒置被避免,存储器能被算法完全控制。非线性的 LS-SVM 模型在每个采样时期在 GPC 算法被使用。抵销过程的 pH 上的概括预兆的控制的实验显示出建议算法的有效性和实物。 展开更多
关键词 普遍预测控制 支持向量机 联机模型 pH补偿过程 模糊控制
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基于自适应时域MPC的无人车轨迹跟踪控制
4
作者 丁承君 耿宇坤 +2 位作者 胡健鑫 王逸桐 王镇林 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第23期9883-9891,共9页
为了提高无人车在不同路面附着系数和车速下的轨迹跟踪控制性能,提出一种自适应时域模型预测控制(model predictive control,MPC)算法。首先,基于三自由度车辆动力学模型设计MPC轨迹跟踪控制器。其次,引入融合准反射学习和高斯变异的粒... 为了提高无人车在不同路面附着系数和车速下的轨迹跟踪控制性能,提出一种自适应时域模型预测控制(model predictive control,MPC)算法。首先,基于三自由度车辆动力学模型设计MPC轨迹跟踪控制器。其次,引入融合准反射学习和高斯变异的粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对时域参数优化,获得不同工况下的离线最优时域数据集。然后,利用自适应神经模糊推理系统(adaptive network-based fuzzy inference system,ANFIS)对数据集训练,得到能够自适应调整时域的控制系统。最后,通过Carsim和Simulink联合仿真和实车验证。结果表明:自适应时域MPC控制器在不同工况下的轨迹跟踪精度和稳定性均得到了较大幅度的提高,且该算法具有较好的实用性。 展开更多
关键词 模型预测控制 轨迹跟踪 粒子群优化算法(PSO) 自适应神经模糊推理系统(ANFIS)
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基于模糊算法的农机编队转场多机协同控制方法
5
作者 魏新华 邓屹 +3 位作者 崔鑫宇 王晔飞 章少岑 杨家鑫 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期48-60,共13页
针对协同控制在农机转场场景下受复杂环境影响导致的响应速度慢、控制精度低、稳定性差、鲁棒性不足等问题,提出一种农机编队转场多机协同控制方法。搭建主机人工驾驶领航、从机自动跟随的多机协同模型,基于弗莱纳坐标转换将协同控制解... 针对协同控制在农机转场场景下受复杂环境影响导致的响应速度慢、控制精度低、稳定性差、鲁棒性不足等问题,提出一种农机编队转场多机协同控制方法。搭建主机人工驾驶领航、从机自动跟随的多机协同模型,基于弗莱纳坐标转换将协同控制解耦为横向、纵向控制,采用模型预测控制算法设计纵向控制器以实现机组间相对距离保持及速度、加速度跟随,采用纯追踪算法设计横向控制器以实现从机沿主机轨迹行驶,引入模糊算法实时调整关键控制系数以实现控制效果优化。基于CarSim/Simulink平台设计多种转场典型工况对本文方法进行仿真试验分析,结果表明相比传统控制方法本文方法具备更可靠优越的性能,并基于智能拖拉机机组开展实车试验验证,结果表明机组轨迹横向误差小于0.090 m,速度误差小于0.570 m/s,相对距离误差小于0.169 m,加速度误差小于0.252 m/s^(2),均能渐进稳定满足农机编队转场实际需求。 展开更多
关键词 农机转场 多机协同 纯追踪算法 模型预测控制算法 模糊算法
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基于FLC-MPC的风氢耦合发电系统超前控制策略研究
6
作者 徐帅 刘莘轶 +3 位作者 徐加陵 刘单珂 陈昊 于立军 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期218-227,共10页
针对风电实际功率与日前预测功率不匹配及风电不确定性给电网调度和运行增加压力等问题,提出一种以降低跟踪误差和平抑出力波动为目标的风氢耦合发电系统控制策略。该策略耦合模糊逻辑控制(FLC)算法和模型预测控制(MPC)算法,兼具FLC算... 针对风电实际功率与日前预测功率不匹配及风电不确定性给电网调度和运行增加压力等问题,提出一种以降低跟踪误差和平抑出力波动为目标的风氢耦合发电系统控制策略。该策略耦合模糊逻辑控制(FLC)算法和模型预测控制(MPC)算法,兼具FLC算法鲁棒性强、实时性好的优点和MPC算法超前优化调控的特点。首先,通过MPC对FLC的隶属度函数参数进行滚动优化;然后,将优化后的参数用于下一时刻的模糊控制器(FC);最后,仿真结果表明FLC-MPC对风氢耦合发电系统的调控效果更优,与FLC相比,RMSE降低4.03%,最大功率波动降低23.17%,惩罚电量减少14.98%,氢储能系统持续调节能力增强11.58%。 展开更多
关键词 风力发电 氢储能 模糊控制 模型预测控制 超前控制策略
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火电机组凝结水节流系统优化控制及一次调频性能分析
7
作者 杨成帅 房方 何成兵 《热力发电》 北大核心 2025年第3期108-120,共13页
常规蒸汽调节阀主要承担功率调节任务,同时兼顾小范围的一次调频,凝结水节流可在一定程度上改变机组的能量分布,是一种有潜力、可供选择的辅助调频手段。为深入探究凝结水节流的调频能力,剖析了其工作原理及优势,建立了凝结水节流系统... 常规蒸汽调节阀主要承担功率调节任务,同时兼顾小范围的一次调频,凝结水节流可在一定程度上改变机组的能量分布,是一种有潜力、可供选择的辅助调频手段。为深入探究凝结水节流的调频能力,剖析了其工作原理及优势,建立了凝结水节流系统的静、动态模型,分析了调频特性,并给出了调频边界条件。为综合提高凝结水节流一次调频性能,将系统动态模型进行线性化,进而设计了一种基于模型切换的模糊预测控制策略:在预测控制算法中引入模糊逻辑,实时修正控制加权系数,根据工况变化,动态切换预测模型以提升控制品质。基于某600 MW机组的实际数据开展算例分析,结果表明:凝结水节流静、动态调频能力随着机组负荷升高而提升,具有一次调频工程应用价值;与传统PID和模糊参数自整定PID控制器相比,在不同工况下,所提出的控制策略的调节时间和性能指标均较优异,对于工况变化具有较好的适应性。 展开更多
关键词 火电机组 一次调频 凝结水节流 模型切换 模糊预测控制
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适用于路径跟踪控制自适应模型预测研究
8
作者 李哲 刘飞 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期60-64,共5页
针对传统固定时域参数的模型预测控制(MPC)控制器很难满足车辆的稳定性和路径跟踪精度要求的问题,提出了一种基于时变速度选择最佳时域参数的自适应机制,通过分析控制器中时域参数对路径跟踪效果的影响,设计一种自适应时域参数选择器,... 针对传统固定时域参数的模型预测控制(MPC)控制器很难满足车辆的稳定性和路径跟踪精度要求的问题,提出了一种基于时变速度选择最佳时域参数的自适应机制,通过分析控制器中时域参数对路径跟踪效果的影响,设计一种自适应时域参数选择器,将根据车速实时匹配到的最优时域参数输入到控制器中。在匹配到最佳时域参数的基础上,进一步考虑到车辆运动过程中跟踪精度与稳定性协调性问题,设计了基于模糊控制的权重系数自适应MPC控制器,模糊控制器将横向误差和航向误差作为输入,根据跟踪精度和稳定性的优先级对目标函数中权重进行修正。联合仿真结果表明:相较于传统控制器所提出的自适应路径跟踪控制器在跟踪精度与行驶稳定性方面均得到提升。 展开更多
关键词 模型预测控制 自适应 预测时域 路径跟踪 模糊控制
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气体压力能发电系统模糊PI模型预测控制
9
作者 左明鑫 魏东 +1 位作者 熊亚选 赵若辰 《控制工程》 北大核心 2025年第6期977-986,共10页
在天然气所产生的废气等气体的传输过程中,调压系统需要将气体由高压调节到低压状态。这一过程中,气体的压力能可以通过膨胀机带动发电机工作进行回收。为此,设计、开发了气体压力能回收发电控制系统,在发电机转速控制回路中设计了模糊P... 在天然气所产生的废气等气体的传输过程中,调压系统需要将气体由高压调节到低压状态。这一过程中,气体的压力能可以通过膨胀机带动发电机工作进行回收。为此,设计、开发了气体压力能回收发电控制系统,在发电机转速控制回路中设计了模糊PI控制器,以实现PI参数的自适应整定;同时,设计了发电机转矩控制回路模型预测控制器,基于使发电机转矩和磁链稳定的优化目标进行电压矢量计算,以提高控制策略的效率,并通过延时补偿改善控制性能和鲁棒性。搭建气体压力能回收实验平台,利用压缩机调节空气压力来模拟气体压力的变化,并基于上述策略,采用DSP28335设计、开发了气体压力能回收发电控制器。实验结果表明,所提出的控制策略与传统直接转矩控制策略相比,在用户侧压力波动的情况下,使发电机转矩和转速波动范围大幅减少,提升了发电质量。 展开更多
关键词 模糊PI控制 模型预测控制 直接转矩控制 永磁同步发电机 能量回收
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基于模糊模型预测控制的电池均衡研究
10
作者 刘光军 王宇涛 +2 位作者 马黎阳 吴铁洲 田爱娜 《河北科技大学学报》 北大核心 2025年第1期21-29,共9页
为了提升锂离子电池组均衡系统的性能,提出了一种基于模糊自适应模型预测控制(fuzzy adaptive model predictive control,FAMPC)的模块化均衡系统。首先,由改进的buck-boost电路和反激变压器组成双层均衡拓扑结构;其次,以不同电池剩余容... 为了提升锂离子电池组均衡系统的性能,提出了一种基于模糊自适应模型预测控制(fuzzy adaptive model predictive control,FAMPC)的模块化均衡系统。首先,由改进的buck-boost电路和反激变压器组成双层均衡拓扑结构;其次,以不同电池剩余容量(state of charge,SOC)的状态作为模糊逻辑算法的输入,对均衡电流的约束条件进行调节;再次,基于FAMPC均衡控制方法,直接利用开关管的占空比作为系统输入;最后,在改变电池组状态并不使用额外电流控制机制的情况下进行仿真实验。结果表明,与传统的模糊控制方法相比,所提系统在正常条件下均衡速度提高了约24.51%,在电池低SOC的极端条件下均衡速度可以进一步提高至34.48%。所提系统将模糊算法提供的稳定性与模型预测控制算法的快速性相结合,保证了电池组更安全稳定的运行,可为电池组性能提升研究提供参考。 展开更多
关键词 储能技术 主动均衡 模型预测控制 模糊逻辑算法 自适应
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基于模糊MPC的异质车队协同式自适应巡航控制策略
11
作者 冯莉 高若菡 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期104-111,共8页
以具备不同动力学参数电动汽车组成的异质车队作为研究对象,以满足混合异质车流的跟车性、安全性与舒适性等性能为目标,提出了一种利用模糊控制理论改变原本MPC固定权重的协同式自适应巡航控制系统(CACC)。通过构建协同式自适应巡航控... 以具备不同动力学参数电动汽车组成的异质车队作为研究对象,以满足混合异质车流的跟车性、安全性与舒适性等性能为目标,提出了一种利用模糊控制理论改变原本MPC固定权重的协同式自适应巡航控制系统(CACC)。通过构建协同式自适应巡航控制系统的车辆间纵向动力学模型,搭建离散状态空间等式,创建相应的目标优化函数并进行约束求解,设计模糊规则改变MPC相关性能的固定权重系数,最后通过构造Simulink和CarSim的联合仿真模型进行测试。试验结果表明,在跟随行驶工况下,改进后的模糊MPC控制算法比传统的MPC控制效果更明显,能更好响应异质车队跟车性、安全性与舒适性等性能,更满足实际车流行驶情况。 展开更多
关键词 车辆工程 异质车队 协同式自适应巡航控制 模糊控制 模型预测控制
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考虑路面附着系数的自适应MPC轨迹跟踪算法
12
作者 李文礼 李旭 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第2期19-26,共8页
为提高自动驾驶汽车轨迹跟踪精度与行驶稳定性,提出考虑路面附着系数的自适应MPC轨迹跟踪控制算法。建立三自由度车辆动力学模型和轨迹跟踪模型预测控制器,基于横向跟踪偏差和道路曲率自适应调整模型预测控制器的价值函数;基于递推最小... 为提高自动驾驶汽车轨迹跟踪精度与行驶稳定性,提出考虑路面附着系数的自适应MPC轨迹跟踪控制算法。建立三自由度车辆动力学模型和轨迹跟踪模型预测控制器,基于横向跟踪偏差和道路曲率自适应调整模型预测控制器的价值函数;基于递推最小二乘法实时估算路面附着系数,将估算结果作为轮胎侧偏角以及横向加速度约束相关的变量引入到控制器中,解决车辆在低附着路面下转向时轮胎侧向力易超出轮胎线性区间导致车辆失稳的问题。搭建CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台进行仿真实验。结果表明,在不同附着系数的路面环境下,该算法相较于传统MPC控制算法具有更高的跟踪精度和稳定性。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 路面附着系数识别 模型预测控制 模糊控制 权重系数
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基于FMPC的储能系统跟踪光伏发电计划控制策略 被引量:10
13
作者 祁希 何山 +3 位作者 王维庆 江川 郝林钊 朱文婷 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第3期354-360,共7页
为了最大限度地提高跟踪光伏发电计划的能力,文章提出一种适用于储能系统的模糊模型预测控制(FMPC)充放电控制策略。基于模型预测控制(MPC)方法,建立了以储能系统剩余容量偏离理想值、并网功率与发电计划偏差最小为目标的控制模型,通过... 为了最大限度地提高跟踪光伏发电计划的能力,文章提出一种适用于储能系统的模糊模型预测控制(FMPC)充放电控制策略。基于模型预测控制(MPC)方法,建立了以储能系统剩余容量偏离理想值、并网功率与发电计划偏差最小为目标的控制模型,通过引入模糊控制(Fuzzy Control),即时调节目标函数中的权重系数以获得最佳跟踪效果。以光伏电站实际运行数据进行仿真分析,结果表明,与传统MPC和普通控制策略相比,所提出的基于FMPC的储能系统控制方法具有独特的灵活性和适应性。 展开更多
关键词 储能系统 跟踪光伏发电计划 模型预测控制 模糊控制
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计及SOC自恢复的混合储能平抑风电功率波动控制 被引量:20
14
作者 林莉 林雨露 +3 位作者 谭惠丹 贾源琦 孔宪宇 曹雅裴 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期658-671,共14页
混合储能系统能够较好地应对复杂的风电波动,有效地提高电网的稳定性和安全性。在混合储能平抑风电功率波动的典型应用场景下,该文首先提出一种计及荷电状态(SOC)自恢复的混合储能平抑风电功率波动控制方法,在满足风电平抑需求的情况下... 混合储能系统能够较好地应对复杂的风电波动,有效地提高电网的稳定性和安全性。在混合储能平抑风电功率波动的典型应用场景下,该文首先提出一种计及荷电状态(SOC)自恢复的混合储能平抑风电功率波动控制方法,在满足风电平抑需求的情况下,通过模型预测控制快速调节储能在平抑功率过程中的荷电状态,提高储能持续稳定运行能力;然后,为提高混合储能系统协调运行能力,设计了加权滑动平均(WMA)-模糊控制策略对超级电容和蓄电池功率进行动态分配;最后,结合实际风电功率数据,通过仿真验证了所提策略能有效平衡储能寿命和平抑风电波动的矛盾,能充分考虑两种储能设备的特性差异并提高功率分配的合理性。 展开更多
关键词 风电功率波动 混合储能 模型预测控制 加权滑动平均 模糊控制
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割草机器人自适应时域MPC路径跟踪控制方法 被引量:3
15
作者 贺庆 冀杰 +2 位作者 冯伟 赵立军 张博涵 《智慧农业(中英文)》 CSCD 2024年第3期82-93,共12页
[目的/意义]传统路径跟踪模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)大多采用固定时域,较少考虑道路弯曲和曲率变化的影响,使得机器人在曲线路径作业过程中的跟踪效果和适应性都较差。因此,设计了一种自适应时域MPC控制器并使其满足... [目的/意义]传统路径跟踪模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)大多采用固定时域,较少考虑道路弯曲和曲率变化的影响,使得机器人在曲线路径作业过程中的跟踪效果和适应性都较差。因此,设计了一种自适应时域MPC控制器并使其满足自主割草等复杂作业要求。[方法]首先,根据割草机器人的速度确定前方参考路径的预瞄区域,并计算预瞄区域内的参考路径曲度因子和曲度变化因子,分别用于描述曲率和曲率变化大小。然后,将二者作为模糊控制器的输入信息,用于自适应调节MPC的预测时域,同时,根据预测时域及曲度变化因子调整控制时域,以增强控制器对路径弯曲变化的适应性并降低计算资源。此外,设计一种MPC事件触发执行机制,进一步提升MPC的实时性。[结果和讨论]与固定时域的MPC进行对比试验,自适应时域MPC控制器的最大横向误差绝对值和最大航向误差绝对值分别控制在11 cm和0.13 rad以内,其平均求解时间比最大时域MPC减少10.9 ms。[结论]自适应时域MPC不仅能够保证割草机器人对曲线路径的跟踪精度,同时降低了MPC求解计算量并提高了控制实时性,解决了固定时域MPC的控制精度与计算量之间的矛盾。 展开更多
关键词 割草机器人 模型预测控制 路径跟踪 模糊控制 事件触发执行机制
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车辆队列自适应模型预测控制 被引量:2
16
作者 于鑫雨 李刚 +1 位作者 陈桂洋 逄淑一 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2024年第12期59-66,共8页
为了解决车辆队列之间车间距过长且稳定收敛速度较慢情况,以及车辆队列前车急减速工况下易于出现后车与前车碰撞问题,研究了一种车辆队列自适应模型预测控制方法。建立了车辆队列模型,设计了一种改进的可变车头时矩的车间距算法,基于模... 为了解决车辆队列之间车间距过长且稳定收敛速度较慢情况,以及车辆队列前车急减速工况下易于出现后车与前车碰撞问题,研究了一种车辆队列自适应模型预测控制方法。建立了车辆队列模型,设计了一种改进的可变车头时矩的车间距算法,基于模型预测控制理论设计了上层控制器,后车根据前车信息计算加速度,设计模糊控制器对模型预测控制权重比进行动态调整,提高控制精度。在Matlab/Simulink和CarSim软件平台中建立联合仿真模型,设计仿真实验工况,进行对比实验验证。结果表明,文中提出的方法车间距控制效果好,收敛稳定速度快,提高了行驶安全性。 展开更多
关键词 队列纵向控制 模型预测控制 车辆队列 安全性 模糊控制
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执行器部分失效的鲁棒模糊容错切换控制
17
作者 曹世豪 施惠元 +1 位作者 苏成利 李平 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期182-191,201,共11页
针对一类具有不确定性、外部扰动和执行器部分失效的非线性工业过程,提出一种鲁棒模糊容错切换控制方法。首先,构建新型多自由度T-S模糊状态空间模型,在此基础上,结合执行器部分失效的情况设计控制律。其次,给出基于线性矩阵不等式(LMI... 针对一类具有不确定性、外部扰动和执行器部分失效的非线性工业过程,提出一种鲁棒模糊容错切换控制方法。首先,构建新型多自由度T-S模糊状态空间模型,在此基础上,结合执行器部分失效的情况设计控制律。其次,给出基于线性矩阵不等式(LMI)的容错切换条件和系统稳定条件,并通过当前系统状态和稳定性条件求取其子模型的控制律及相应权值。最后,通过对连续搅拌釜式反应器的仿真研究来验证该文方法的有效性。 展开更多
关键词 执行器部分失效 容错切换 T-S模糊模型 鲁棒控制 预测控制
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基于MPC的智能车辆路径规划与跟踪控制 被引量:6
18
作者 张丽霞 田硕 +2 位作者 潘福全 严涛峰 李宝刚 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期1-11,M0002,共12页
针对在障碍物环境下的避障路径动态规划效果较差,以及在面对复杂工况和曲率较大的路况时,跟踪控制的效果仍然不理想等问题,本文以智能车辆为研究对象,提出了一种模型预测控制(MPC)结合人工势场(APF)算法的路径规划跟踪系统。将改进的势... 针对在障碍物环境下的避障路径动态规划效果较差,以及在面对复杂工况和曲率较大的路况时,跟踪控制的效果仍然不理想等问题,本文以智能车辆为研究对象,提出了一种模型预测控制(MPC)结合人工势场(APF)算法的路径规划跟踪系统。将改进的势场模型函数引入到MPC的目标函数和约束中,设计了基于MPC和APF的避障路径动态规划器。。运用模糊控制对MPC的车辆横向路径跟踪控制器的权重系数进行优化。仿真结果表明:在干燥路面下,与MPC控制器相比,模糊MPC路径跟踪控制器的最大横向偏差减少19.14%。在湿润路面下,模糊MPC控制器最大横向偏差减少0.55 m。基于MATLAB/Simulink与Carsim软件搭建避障路径规划与跟踪控制联合仿真模型,选择动态障碍物不同速度进行障碍物路径动态规划及跟踪控制仿真试验。实验结果表明:跟踪规划路径过程中的最大横向偏差约为0.170 m,说明规划的避障路径能够安全有效地避开障碍物。 展开更多
关键词 智能驾驶 模型预测控制 人工势场法 模糊控制
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基于路面附着系数估计的模糊自适应轨迹跟踪控制
19
作者 张修伟 陈龙 +1 位作者 孙桓五 吉强 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第6期92-101,共10页
为提高智能汽车轨迹跟踪在复杂工况环境下的控制精度和稳定性,提出了一种适应路面附着系数突变与车速动态变化的模糊自适应轨迹跟踪控制策略。建立七自由度车辆动力学模型,基于模型预测控制(model predictive control,MPC)算法设计了车... 为提高智能汽车轨迹跟踪在复杂工况环境下的控制精度和稳定性,提出了一种适应路面附着系数突变与车速动态变化的模糊自适应轨迹跟踪控制策略。建立七自由度车辆动力学模型,基于模型预测控制(model predictive control,MPC)算法设计了车辆轨迹跟踪控制器,研究了MPC控制器参数、路面附着系数、车速与车辆轨迹跟踪性能间的影响关系;为了实时获取当前道路的路面附着系数,根据dugoff轮胎模型和整车动力学模型设计了无迹卡尔曼滤波估计器;据此设计了以路面附着系数和车速为输入量的MPC控制器参数自适应模糊控制器,实时修正MPC控制器的参数,以提高复杂工况环境下车辆的稳定性及跟踪能力;通过仿真实验对所设计的控制方法进行了验证。结果表明:所提出控制方法在低速条件下保证了车辆稳定性,提高了车辆的跟踪精度;中速条件下有效克服了车辆在路面附着系数突变道路上动态行驶时轨迹跟踪精度较低,稳定性较差的不足。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 路面附着系数估计 模型预测控制 模糊控制
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基于改进模型预测控制的机器人自适应路径跟踪控制方法 被引量:2
20
作者 应泽华 王立辉 +1 位作者 顾炜琪 许宁徽 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1142-1150,共9页
针对轮式机器人在地头转向路径跟踪误差累积的问题,提出一种基于自适应速度跟踪的改进模型预测控制算法。首先,设计基于模糊理论的自适应速度预测算法,研究不同横向偏差和预览道路曲率下的路径跟踪精度,得到纵向速度与横向偏差和道路曲... 针对轮式机器人在地头转向路径跟踪误差累积的问题,提出一种基于自适应速度跟踪的改进模型预测控制算法。首先,设计基于模糊理论的自适应速度预测算法,研究不同横向偏差和预览道路曲率下的路径跟踪精度,得到纵向速度与横向偏差和道路曲率的模糊规则表。其次,对模型预测控制算法中的状态方程进行横纵向分离,设计滑模控制算法进行纵向速度跟踪控制。最后,在实际车辆平台上,针对U型和平滑型两种地头转向路径对所提算法进行实验验证。实验结果表明,相较于传统模型预测控制算法,所提算法路径跟踪精度提升28.9%。 展开更多
关键词 轮式机器人 速度预测 模糊控制理论 路径跟踪 模型预测控制算法
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