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基于PSO-MPC的锂离子电池快速安全充电策略
1
作者 秦东晨 罗庆洲 +2 位作者 杨俊杰 陈江义 武红霞 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第5期90-97,共8页
针对锂离子电池充电过程中速度缓慢、过度升温、析锂及过充等问题,提出了基于改进粒子群算法(PSO)的模型预测控制(MPC)充电策略。首先,建立了锂离子电池的等效电路-热-电化学-老化耦合模型,结合等效电路模型与电化学模型的优点,准确预... 针对锂离子电池充电过程中速度缓慢、过度升温、析锂及过充等问题,提出了基于改进粒子群算法(PSO)的模型预测控制(MPC)充电策略。首先,建立了锂离子电池的等效电路-热-电化学-老化耦合模型,结合等效电路模型与电化学模型的优点,准确预测充电过程中的端电压、温度变化及老化机制(如SEI膜增长、活性材料损失和析锂导致的容量损失)。其次,对耦合模型离散化处理,构建充电的空间状态模型,并增加避免热失控、析锂及过充的安全约束。基于空间状态模型,预测充电系统未来状态,并构建描述充电时间及损耗的代价函数。最后,通过改进PSO算法求解最优充电电流序列,实现对充电过程的实时优化。MATLAB/Simulink联合仿真结果表明:该策略在显著缩短充电时间的同时,有效控制了电池温度、端电压及析锂过电势,避免了热失控、析锂和过充等安全问题。通过实验与3种传统充电策略对比,结果表明:该策略充电时间缩短约17.3%~61.1%,且平均每次充电的容量衰减量相对于额定容量降低7.6%~36%,可为锂电池充电优化提供新方法。 展开更多
关键词 锂离子电池 充电策略优化 mpc 电池性能 电池安全 电池容量衰减
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基于分布式MPC的微电网控制策略 被引量：1
2
作者 郭向伟 阿斯楞 +3 位作者 张曼 朱皓斌 李峰 李博通 《智慧电力》 北大核心 2025年第2期41-48,64,共9页
为解决集中式优化控制无法应对大量电动汽车(EV)随机接入微电网引起的功率波动问题,提出了基于分布式模型预测控制(MPC)的微电网控制策略。首先,建立EV参与需求响应的可行时间模型来描述EV的充放电事件,评估各时戳下EV个体参与需求响应... 为解决集中式优化控制无法应对大量电动汽车(EV)随机接入微电网引起的功率波动问题,提出了基于分布式模型预测控制(MPC)的微电网控制策略。首先,建立EV参与需求响应的可行时间模型来描述EV的充放电事件,评估各时戳下EV个体参与需求响应的可能性。其次,基于MPC得到每辆EV的最优出力计划,利用碳配额机制并结合实时电价,引导EV用户积极参与需求响应。最后,通过算例分析表明,所提出的微电网控制策略可有效应对EV随机性引起的微电网波动性问题,并能根据实时更新的状态信息调整充电/放电计划,保证微电网稳定经济运行。 展开更多
关键词 mpc EV 碳配额 微电网
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基于NSGA-Ⅱ优化的电动汽车热管理系统MPC策略开发及性能
3
作者 戴春江 林文野 +4 位作者 李帅旗 陈翔 宋文吉 冯自平 Frédéric KUZNIK 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第6期2200-2214,共15页
电动汽车热管理在保障电动汽车的安全性、提高舒适度和降低能耗等方面具有重要意义,而热管理系统的核心是优良的控制策略。本工作回顾了现有的电动汽车热管理系统控制策略的优点与不足,提出并评价了一种基于NSGA-Ⅱ算法优化的模型预测控... 电动汽车热管理在保障电动汽车的安全性、提高舒适度和降低能耗等方面具有重要意义,而热管理系统的核心是优良的控制策略。本工作回顾了现有的电动汽车热管理系统控制策略的优点与不足,提出并评价了一种基于NSGA-Ⅱ算法优化的模型预测控制(MPC)策略并用于电动汽车的热管理。首先建立了电动汽车热管理系统的仿真模型;随后通过融合MPC策略和NSGA-Ⅱ多目标优化提出了可以实现多目标控制的电动汽车热管理策略;最后通过比较多个工况下不同控制策略对汽车热管理系统性能的影响,以验证所提出的基于NSGA-Ⅱ优化的MPC策略的有效性。研究结果发现,在不同工况下,所提出的MPC策略均可有效控制乘员舱温度和电池温度,减小乘员舱温度和电池温度的波动幅度,削减汽车行驶工况剧烈变化对电池温度的影响;同时,MPC策略可有效降低热管理系统能耗,相对于开关控制策略和PID控制策略可实现可观的节能率,分别达到4%~15%和1%~6%。 展开更多
关键词 热管理 控制优化 mpc NSGA-Ⅱ 电动汽车
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基于TD3-MPC算法的芯片分拣机轨迹规划研究 被引量：1
4
作者 何金山 孟新宇 《凿岩机械气动工具》 2025年第3期86-88,共3页
针对芯片分拣机运动平台在复杂轨迹规划中的高精度需求,文章提出了一种将双延迟深度确定策略梯度算法(twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)与模型预测控制(model predictive control,MPC)相结合的混合控制策略——TD3... 针对芯片分拣机运动平台在复杂轨迹规划中的高精度需求,文章提出了一种将双延迟深度确定策略梯度算法(twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)与模型预测控制(model predictive control,MPC)相结合的混合控制策略——TD3-MPC。仿真实验结果表明,TD3-MPC算法能够有效提高轨迹规划精度,并在复杂轨迹和动态环境中表现出更高的灵活性与稳定性。 展开更多
关键词 TD3 mpc 轨迹规划 芯片分拣机
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基于MPC的沥青摊铺机3D摊铺液压找平系统分析
5
作者 孙学壮 赵铁栓 +1 位作者 张斌睿 叶敏 《机床与液压》 北大核心 2025年第20期219-224,共6页
自动找平控制系统的优劣是决定路面摊铺质量的关键因素。为了提高沥青摊铺机液压自动找平控制系统的响应速度,以达到所需平整度要求,基于拓普康毫米级GPS 3D摊铺控制系统,阐述3D找平系统的控制原理,并对摊铺机的工作特性进行分析;对系... 自动找平控制系统的优劣是决定路面摊铺质量的关键因素。为了提高沥青摊铺机液压自动找平控制系统的响应速度,以达到所需平整度要求,基于拓普康毫米级GPS 3D摊铺控制系统,阐述3D找平系统的控制原理,并对摊铺机的工作特性进行分析;对系统各环节进行建模,建立3D液压找平控制系统模型;设计MPC结构和模型控制参数,建立Simulink仿真模型,探索激光接收器安装位置以及采用传统PID控制和MPC控制策略对系统响应时间的影响。结果表明:随着激光接收器安装位置比增大,系统的响应速度提升;相比传统PID控制,采用MPC控制策略的3D找平系统的响应速度提高了50%,其控制效果显著提升,说明改进后的3D摊铺液压找平系统更能满足摊铺路面的平整度要求。 展开更多
关键词 沥青摊铺机 自动找平系统 3D摊铺 mpc 平整度
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基于MPC分层控制的自适应巡航策略 被引量：1
6
作者 音建华 牛礼民 +2 位作者 张义奇 司铭 周天鹏 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 2025年第1期36-45,71,共11页
为减少车辆追尾等交通事故的发生,同时提升跟车稳定性、经济性和乘坐舒适性,提出1种车辆自适应巡航分层控制(adaptive cruise control,ACC)策略。上层控制器基于模型预测控制(model predictive control,MPC)计算车辆输出期望加速度,并... 为减少车辆追尾等交通事故的发生,同时提升跟车稳定性、经济性和乘坐舒适性,提出1种车辆自适应巡航分层控制(adaptive cruise control,ACC)策略。上层控制器基于模型预测控制(model predictive control,MPC)计算车辆输出期望加速度,并根据行车工况切换进行速度与间距控制;下层控制器基于建立的纯电动汽车逆纵向动力学模型、驱动电机和制动模型优化驱动/制动切换策略,并通过上层输出的期望加速度计算得到期望电机转矩或期望制动管路压力,控制车辆的加速度和速度,达到速度控制或间距控制的目的。在CarSim/Simulink中设置4种典型行车工况进行仿真实验,验证提出ACC策略的性能。结果表明:在定速巡航与跟车巡航工况下,车辆能够快速稳定地跟随设定的初始速度行驶,且与前车始终保持安全车距;在紧急制动工况下,车辆能够迅速做出减速反应,与前车保持安全距离;在复杂工况下,车辆沿着期望路径行驶且平稳跟踪前车,车辆跟随的动态响应良好。提出的控制策略在不同行驶工况下均可准确安全地跟踪目标车辆,且可兼顾经济性和舒适性的要求。 展开更多
关键词 自适应巡航 分层控制 模型预测控制(mpc) 智能驾驶 CarSim/Simulink 电动汽车
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考虑功率运行点的风电场混合储能MPC控制策略 被引量：1
7
作者 张建辉 滕婕 +2 位作者 李秀慧 贺悝 谭庄熙 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第2期130-137,146,共9页
提出一种考虑运行点的的风电场混合储能模型预测控制(model predictive control,MPC)策略,实现有效平滑风电出力和混合储能系统内部功率分配。首先,以储能系统出力最优为目标,满足并网标准和储能运行约束作为约束条件,推导出平滑风电出... 提出一种考虑运行点的的风电场混合储能模型预测控制(model predictive control,MPC)策略,实现有效平滑风电出力和混合储能系统内部功率分配。首先,以储能系统出力最优为目标,满足并网标准和储能运行约束作为约束条件,推导出平滑风电出力的预测控制模型,调用求解器实现储能出力优化。然后,基于一阶低通滤波解耦内部功率,考虑蓄电池运行点对混合储能功率解耦的影响,以调整超级电容出力为原则,提出改善混合储能内部无效能量交换的滤波参数调整规则,并设计滤波参数模糊控制规则实现自适应控制,有效避免蓄电池-超级电容间无效能量交换,并能延长蓄电池运行寿命。最后,在MATLAB/SIMULINK中搭建风电场-混合储能系统并网模型,并采用实际风电功率数据进行验证,算例表明,相比低通滤波法,所提策略使混合储能能量交换降低44.94%;蓄电池-超级电容间无效能量交换降低99.4%,有效提升混合储能系统整体运行效能。 展开更多
关键词 风电功率平滑 mpc控制 功率运行点 模糊控制 混合储能
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基于自适应预测时域MPC的轨迹跟踪控制
8
作者 郑讯佳 曹泽义 +2 位作者 陈星 刘辉 高建杰 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第5期773-783,共11页
针对自动驾驶车辆轨迹跟踪控制中通常未考虑道路曲率和车速信息的问题,为抑制车辆轨迹跟踪过程中的横向偏差并增强控制系统的抗干扰性,提出了一种结合模糊控制策略的时域自适应调整模型预测控制(MPC)轨迹跟踪控制算法。通过建立车辆的... 针对自动驾驶车辆轨迹跟踪控制中通常未考虑道路曲率和车速信息的问题,为抑制车辆轨迹跟踪过程中的横向偏差并增强控制系统的抗干扰性,提出了一种结合模糊控制策略的时域自适应调整模型预测控制(MPC)轨迹跟踪控制算法。通过建立车辆的运动学模型以及模型预测控制器,设计不同速度工况,将道路曲率和期望车速作为模糊控制输入,利用模糊控制器优化模型预测控制算法的预测时域参数;采用Carsim和Simulink联合仿真,分别在2个不同曲率的轨迹上进行不同速度的轨迹跟踪控制。结果表明:自适应时域模型预测控制器(MPC)在双移线工况下,相比固定时域控制器和线性二次型调节器(LQR),低速(30 km/h)和高速(90 km/h)时横向误差最大降低85.81%和78.86%;在多弯道工况下,低速和高速时横向误差最大降低96.32%和86.4%。该控制策略能显著提升系统跟踪性能,在不同速度工况下能够有效降低轨迹偏差并维持车辆动态稳定性。 展开更多
关键词 自动驾驶 轨迹跟踪 自适应 模型预测控制(mpc)
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基于MPC算法的山地果园智能水肥系统设计
9
作者 张真真 华珊 +3 位作者 华咏竹 李双伟 韩恺源 许敏界 《节水灌溉》 北大核心 2025年第6期30-36,共7页
肥料和水分是山地果园作物生长和培育的基础,灌溉设施和水肥比例不精准会影响山地果园的经济效益,水肥一体机可以按照山地果园作物需肥规律和特点制定合理的施肥灌溉方案。为了解决传统水肥一体机存在的管理粗放,智能化水平低,精准性和... 肥料和水分是山地果园作物生长和培育的基础,灌溉设施和水肥比例不精准会影响山地果园的经济效益,水肥一体机可以按照山地果园作物需肥规律和特点制定合理的施肥灌溉方案。为了解决传统水肥一体机存在的管理粗放,智能化水平低,精准性和实时性差的问题,设计了一套基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法的智慧水肥一体灌溉系统。该系统利用蓝牙mesh组网获取果园内信息,通过WIFI Halow技术实现数据上传,并通过MPC算法计算电动球阀的开度,实现远程精确控制水肥溶液电导率(Electrical Conductance,EC)。试验结果表明,该系统的调节时间为7.3 s,较群体智能优化PID控制缩短了82.4%,超调量为1.32%,较群体智能优化PID控制减少了80.9%。所设计的系统有效地提高了水肥灌溉过程混肥精度,能够节约灌溉所需的水量、减少人工成本、提升生产效率。 展开更多
关键词 模型预测控制(mpc) 水肥一体化 智能水肥系统 山地果园
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基于PSO参数自适应MPC路径跟踪控制研究
10
作者 李世豪 甘树坤 吕雪飞 《吉林化工学院学报》 2025年第5期89-94,共6页
针对传统模型预测控制器(MPC)在调试过程中预测时域参数整定效率低、误差大的问题,本文提出一种融合粒子群(PSO)算法的动态时域自适应MPC控制器(PSO-MPC)。该方法通过设计高精度的适应度函数从而构建PSO-MPC协同框架,在每个控制周期基... 针对传统模型预测控制器(MPC)在调试过程中预测时域参数整定效率低、误差大的问题,本文提出一种融合粒子群(PSO)算法的动态时域自适应MPC控制器(PSO-MPC)。该方法通过设计高精度的适应度函数从而构建PSO-MPC协同框架,在每个控制周期基于车辆实时状态,利用PSO算法动态搜索最优预测时域参数,建立时变预测模型以提升轨迹跟踪自适应性。仿真结果表明:在双移线与换道场景下,相较于固定预测时域的MPC方法,所提出的控制器轨迹跟踪误差分别降低35%和37%,验证了动态预测时域优化机制可显著提升复杂轨迹的跟踪精度与动态适应性,为自动驾驶控制策略设计提供了新的技术路径。 展开更多
关键词 mpc 自动驾驶 粒子群算法 轨迹跟踪
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利用CRISPR/Cas9技术构建Smad3基因敲除MPC5细胞系 被引量：1
11
作者 杨秀 史姜珊 +4 位作者 王洪连 王丽 粟宏伟 陈晨 赵长英 《生物工程学报》 北大核心 2025年第4期1658-1670,共13页
本研究旨在利用CRISPR/Cas9构建Smad3基因敲除的MPC5小鼠足细胞系细胞模型,并探讨TGF-β1刺激对Smad3基因敲除后MPC5细胞去分化的影响,为Smad3在小鼠足细胞中的功能研究提供工具细胞。根据CRISPR/Cas9设计原理设计针对靶向小鼠Smad3基... 本研究旨在利用CRISPR/Cas9构建Smad3基因敲除的MPC5小鼠足细胞系细胞模型,并探讨TGF-β1刺激对Smad3基因敲除后MPC5细胞去分化的影响,为Smad3在小鼠足细胞中的功能研究提供工具细胞。根据CRISPR/Cas9设计原理设计针对靶向小鼠Smad3基因单向导sgRNA序列,将连接后的pX458-Smad3载体转化至感受态细胞中,提取质粒并转染MPC5细胞。将转染后的细胞采用流式细胞分选仪分选出转染成功的细胞,经单克隆细胞扩增后采用PCR扩增Smad3基因敲除靶点附近序列并测序,分析筛选出潜在敲除细胞并在蛋白水平上验证Smad3蛋白缺失情况来确定敲除效果。在RNA水平和蛋白水平上采用逆转录-聚合酶链反应(reversetranscription-polymerase chainreacting,RT-PCR)和Westernblotting、细胞免疫荧光检测分析Smad3敲除对TGF-β1诱导的MPC5的去分化的影响。根据CRISPR/Cas9设计原理,sgRNA最终设计在Smad3第5个外显子。成功构建pX458-Smad3质粒,并将质粒转染MPC5细胞24h后,根据EGFP荧光蛋白的表达情况确定质粒转染是否成功,将转染成功的细胞经流式细胞分析转染效率,成功率约为0.1%。采用流式细胞分选仪筛选出带有绿色荧光标签转染成功的细胞,经单克隆扩增培养,最终可以得到21个细胞克隆。对Smad3基因位点上sgRNA靶点附近序列PCR扩增测序分析,发现了2个双等位基因移码突变细胞克隆,在蛋白水平上验证其Smad3蛋白表达缺失,表明成功获得2株Smad3基因敲除MPC5细胞株。在正常MPC5细胞中,TGF-β1刺激促进纤维化基因fibronectin和Col1a1(collagen I)mRNA和蛋白的表达,同时抑制足细胞分子标记蛋白synaptopodin和podocin的表达,提示足细胞的上皮-间质转分化。然而,在2株Smad3敲除MPC5细胞中,TGF-β1诱导上皮-间质转分化基因表达特征被显著抑制。本研究成功构建了2株Smad3基因敲除MPC5小鼠足细胞系,为进一步研究Smad3蛋白的功能建立了细胞模型,为研究Smad3在MPC5细胞去分化中的作用提供了思路。 展开更多
关键词 CRISPR/Cas9 SMAD3 基因敲除 mpc5细胞
原文传递
基于在线高斯模型驱动MPC的四旋翼轨迹跟踪控制 被引量：1
12
作者 叶大鹏 陈书达 张之得 《飞行力学》 北大核心 2025年第1期56-62,共7页
针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制中模型预测控制(MPC)的标称模型不确定问题,提出了一种基于在线高斯过程回归模型增强的模型预测控制(OGP-MPC)方法,利用在线高斯过程回归(OGP)模型补偿标称模型的动力学误差。设计了一种新的在线GP模型更... 针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制中模型预测控制(MPC)的标称模型不确定问题,提出了一种基于在线高斯过程回归模型增强的模型预测控制(OGP-MPC)方法,利用在线高斯过程回归(OGP)模型补偿标称模型的动力学误差。设计了一种新的在线GP模型更新框架,通过引入子GP模型对新数据进行预处理,提高数据质量,进而迭代更新主GP模型参数,以实现自适应动力学模型误差补偿。仿真结果表明,相比传统MPC和GP-MPC,所提方法在圆形轨迹下的模型精度和跟踪精度提升均超过16%,空间曲线轨迹下提升超过5%。 展开更多
关键词 四旋翼 模型预测控制 数据驱动 高斯过程回归 轨迹跟踪
原文传递
基于LSTM-MPC的四旋翼无人机不平衡负载姿态控制 被引量：1
13
作者 方应才 张东升 《山东交通学院学报》 2025年第3期86-93,共8页
为解决四旋翼无人机姿态控制中不平衡负载及控制系统非线性问题,采用长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络与模型预测控制(model predictive control,MPC)优势互补方法,提出LSTM-MPC策略。通过LSTM神经网络预测姿态变化,增... 为解决四旋翼无人机姿态控制中不平衡负载及控制系统非线性问题,采用长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络与模型预测控制(model predictive control,MPC)优势互补方法,提出LSTM-MPC策略。通过LSTM神经网络预测姿态变化,增强无人机姿态控制系统对误差的预判能力;将MPC作为前馈控制,动态优化控制输入,二者结合显著提高系统控制精度。采用MATLAB对四旋翼无人机不平衡负载姿态控制进行仿真试验,仿真结果表明:采用LSTM-MPC策略对四旋翼无人机滚转角、俯仰角和偏航角期望值跟踪效果的均方根误差比采用MPC策略分别减小13.33%、12.31%和11.11%,比采用模糊比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)策略分别减小14.05%、25.33%、23.81%。采用某品牌F450四旋翼无人机平台搭载0.6 kg负载开展不平衡负载姿态控制飞行测试,测试结果表明:采用LSTM-MPC策略的四旋翼无人机滚转角、俯仰角和偏航角实际输出结果与期望值的平均误差分别为3.91%、5.31%和1.10%,表明LSTM-MPC策略能有效提高四旋翼无人机不平衡负载姿态控制的飞行稳定性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 LSTM神经网络 mpc 不平衡负载 姿态控制
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基于MPC的线控转向系统主动转向控制策略研究
14
作者 佟雨哲 张昕 《车辆与动力技术》 2025年第1期21-28,共8页
为了提高线控转向(steer-by-wire,SBW)系统转向时的稳定性,本文采用基于模型预测控制(MPC)的控制策略,实现SBW系统的主动转向控制.根据车辆固定转向增益,设计理想角传动比曲线,并通过控制横摆角速度和质心侧偏角,确定车辆行驶的稳定性,... 为了提高线控转向(steer-by-wire,SBW)系统转向时的稳定性,本文采用基于模型预测控制(MPC)的控制策略,实现SBW系统的主动转向控制.根据车辆固定转向增益,设计理想角传动比曲线,并通过控制横摆角速度和质心侧偏角,确定车辆行驶的稳定性,实现车辆的主动转向功能.基于Simulink与Carsim平台,建立整车模型,并对转向执行总成部分进行频率响应特性分析,验证其工作稳定性.仿真结果表明:所设计的控制策略可显著提高车辆操纵稳定性. 展开更多
关键词 变角传动比 主动转向 汽车稳定性 mpc
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基于变预测时域的MPC车辆纵横向跟踪控制研究
15
作者 卢国强 高伟 邓召文 《拖拉机与农用运输车》 2025年第4期29-32,共4页
为了改善MPC控制精度,提升汽车在不同车速下的轨迹跟踪精度和稳定性,提出一种变预测控制时域的MPC纵横向跟踪控制器。首先搭建汽车动力学模型,然后根据不同的预测时域、控制时域对MPC控制器的影响,分别设计了自适应MPC横向控制器、位置... 为了改善MPC控制精度,提升汽车在不同车速下的轨迹跟踪精度和稳定性,提出一种变预测控制时域的MPC纵横向跟踪控制器。首先搭建汽车动力学模型,然后根据不同的预测时域、控制时域对MPC控制器的影响,分别设计了自适应MPC横向控制器、位置速度的双PID纵向控制器,最后,以纵向车速为耦合点开发了纵横向综合控制系统,并搭建MatLab/Simulink和CarSim联合仿真平台,在不同车速下对设计的纵横向轨迹跟踪控制系统进行了仿真研究。结果表明,设计的变预测时域MPC纵横向跟踪控制器提升了车辆的高低速轨迹跟踪精度,有效的缩短了跟踪误差,同时保证了行驶稳定性和舒适性。 展开更多
关键词 变预测控制时域 mpc控制器 双PID控制 纵横向控制
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基于模糊MPC的自主车辆队列转向换道协同控制系统设计
16
作者 杨立柱 李冰 《电子设计工程》 2025年第3期53-57,62,共6页
传统的自主车辆队列控制方法主要依赖于简单的规则和传感器信息,在复杂场景下往往难以达到理想的稳定性和实时性。为提高自主车辆队列在不同工况下执行转向换道时的行驶稳定性和实时性,提出基于模糊模型预测控制(Model-based Predictive... 传统的自主车辆队列控制方法主要依赖于简单的规则和传感器信息,在复杂场景下往往难以达到理想的稳定性和实时性。为提高自主车辆队列在不同工况下执行转向换道时的行驶稳定性和实时性,提出基于模糊模型预测控制(Model-based Predictive Control,MPC)的自主车辆队列转向换道协同控制系统设计。该系统的硬件结构包括电源管理模块、电机驱动模块、传感器采集模块以及通信模块等。基于硬件结构建立自主车辆队列数学模型,获取自主车辆队列的行驶特性。在MPC控制器中引入模糊控制策略完成系统的软件设计,实现自主车辆队列转向换道的协同控制。实验结果表明,所提方法控制精度和实时性高,且能够有效提高车辆的行驶稳定性。 展开更多
关键词 传感器采集 车辆队列模型 mpc 模糊控制策略 转向换道协同控制
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基于MPC的无人驾驶汽车轨迹跟踪研究 被引量：1
17
作者 李士强 张肖景 闫光玉 《专用汽车》 2025年第4期73-74,91,共3页
随着无人驾驶技术的快速发展和广泛应用,轨迹跟踪控制已成为实现安全、可靠的自动驾驶功能的核心问题之一。基于此,提出一种基于模型预测控制(MPC)的无人驾驶汽车轨迹跟踪方法,以提高车辆在不同工况下的跟踪精度和稳定性。首先,建立了... 随着无人驾驶技术的快速发展和广泛应用,轨迹跟踪控制已成为实现安全、可靠的自动驾驶功能的核心问题之一。基于此,提出一种基于模型预测控制(MPC)的无人驾驶汽车轨迹跟踪方法,以提高车辆在不同工况下的跟踪精度和稳定性。首先,建立了简化的无人驾驶汽车三自由度运动学模型,并对其进行了线性化和离散化处理。其次,基于该模型设计了MPC轨迹跟踪控制器,详细推导了目标函数和约束条件,并将其转化为二次规划问题进行求解。最后,通过Simulink/Carsim联合仿真平台,对所设计的控制器进行了验证。仿真结果表明,在圆形轨迹和直线轨迹跟踪中,MPC控制器均表现出良好的性能,横向最大误差小于0.35 m,纵向最大误差小于0.3 m(圆形轨迹)和0.15 m(直线轨迹),且在不同车速下均能保持较高的跟踪精度。所设计的MPC控制器能够有效满足无人驾驶汽车的轨迹跟踪要求,为无人驾驶系统的实际应用提供了一定的参考价值。 展开更多
关键词 无人驾驶汽车 模型预测控制(mpc) 轨迹跟踪 运动学模型
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基于牛顿-拉夫逊算法求解的MPC避障路径规划
18
作者 王耀 李占龙 《农业装备与车辆工程》 2025年第1期103-109,共7页
在动态环境中,模型预测控制结合人工势场法对于多约束的非线性方程求解能力并不高,缺乏实时性,无法及时调整路径来规避移动障碍物,并且规划的路径并不平滑,从而增加碰撞风险。为了解决这一问题,针对智能车辆提出了一种新方法,在预测控... 在动态环境中,模型预测控制结合人工势场法对于多约束的非线性方程求解能力并不高,缺乏实时性,无法及时调整路径来规避移动障碍物,并且规划的路径并不平滑,从而增加碰撞风险。为了解决这一问题,针对智能车辆提出了一种新方法,在预测控制的目标函数与约束条件下,引入修正的势场函数,并与牛顿-拉夫逊优化方法(NR-MPC)相结合,实现最优轨迹的搜索。仿真结果表明,在超车过程中,算法NR-MPC的横摆速度比MPC减小80%,比AFP-MPC减小37%,前轮转角比MPC小1.63 rad,比AFP-MPC小0.21 rad,并且NR-MPC算法的转角和航向角变化在6 s后很快变得平缓,10 s左右变得稳定,明显优于MPC和AFP-MPC。该轨迹规划器比APF-MPC控制器展现出更理想的稳定性,牛顿-拉夫逊优化算法求解规划的路径比单一人工势场法更快,有更高的实时性,规划的曲线更加平滑安全,跟踪精度也更加精确。 展开更多
关键词 牛顿-拉夫逊优化算法 mpc模型预测控制 避障 局部路径规划
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考虑执行器特性的自适应预测时域MPC轨迹跟踪控制
19
作者 许男 尹卓 +1 位作者 张岳韬 郭孔辉 《汽车工程》 北大核心 2025年第10期1847-1860,共14页
为了充分发挥多执行器底盘在自动驾驶车辆轨迹跟踪控制中的动力学性能,本文提出了一种考虑执行器特性对车辆动力学状态影响的稳定性分析方法,并据此设计了预测时域随稳定裕度自适应变化的模型预测(model predictive control,MPC)轨迹跟... 为了充分发挥多执行器底盘在自动驾驶车辆轨迹跟踪控制中的动力学性能,本文提出了一种考虑执行器特性对车辆动力学状态影响的稳定性分析方法,并据此设计了预测时域随稳定裕度自适应变化的模型预测(model predictive control,MPC)轨迹跟踪控制器。针对集成了前后轮主动转向(active front wheel steering-active rear wheel steering,AFS-ARS)的自动驾驶车辆,首先在能量相平面中分析了在执行器影响下的车辆动力学状态变化趋势,结合李雅普诺夫第二法,根据执行器作用下动力学状态变化矢量与前后轮胎力饱和约束的关系确定了一种新型稳定包络边界。然后基于车辆在轨迹跟踪过程中稳定裕度的变化设计了一种自适应预测时域计算方法,结合面向控制的非线性轮胎模型UniTire-Ctrl建立了MPC轨迹跟踪控制器。CarSim-Simulink的联合仿真结果表明,本文提出的新型稳定包络边界更适合考虑执行器特性的车辆稳定边界的估计,并且据此设计的自适应预测时域MPC轨迹跟踪控制器能较好地平衡轨迹跟踪精度与车辆操纵稳定性的关系。 展开更多
关键词 多执行器底盘 模型预测控制 轨迹跟踪控制 拓展稳定性边界 变预测时域
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达格列净对肾足细胞系MPC5自噬及mTOR/S6K1通路的影响
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作者 阮莎 师维 胡玉海 《中南医学科学杂志》 2025年第4期604-607,共4页
目的探讨达格列净对肾足细胞系MPC5自噬及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/核糖体蛋白S6激酶1(mTOR/S6K1)信号通路的影响。方法将MPC5细胞分为对照组、高糖组(30 mmol/L葡萄糖)、达格列净组(10 nmol/L达格列净)及3-甲基腺嘌呤(3-MA)组(10 nmol/... 目的探讨达格列净对肾足细胞系MPC5自噬及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/核糖体蛋白S6激酶1(mTOR/S6K1)信号通路的影响。方法将MPC5细胞分为对照组、高糖组(30 mmol/L葡萄糖)、达格列净组(10 nmol/L达格列净)及3-甲基腺嘌呤(3-MA)组(10 nmol/L达格列净+6μmol/L 3-MA)。采用CCK-8法检测细胞活力,透射电镜观察细胞超微结构,免疫荧光检测LC3表达,Western blotting检测Synaptopodin、Beclin1及mTOR/S6K1通路蛋白表达水平。结果与对照组比较,高糖组细胞存活率降低,自噬相关蛋白表达上调(P<0.05);与高糖组相比,达格列净组和3-MA组细胞存活率升高,mTOR/S6K1通路蛋白表达下调(P<0.05);与达格列净组比较,3-MA组细胞存活率降低,自噬相关蛋白表达下调(P<0.05)。结论达格列净可通过抑制mTOR/S6K1通路激活MPC5细胞自噬,改善高糖诱导的细胞损伤。 展开更多
关键词 达格列净 肾足细胞mpc5 自噬 MTOR S6K1
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