无需求解最优参考电流的内置式永磁同步电机驱动系统最小损耗模型预测控制方法 被引量：1

1

作者 范志翔 丁石川 +1 位作者 杭俊 王政 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第16期6517-6525,I0031,共10页

目前,内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)最小损耗控制(loss minimization control,LMC)的最优参考电流需要通过求解复杂的四次方程来获得。而已有的解析法、数值法或近似处理法等求解手段会面临... 目前,内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)最小损耗控制(loss minimization control,LMC)的最优参考电流需要通过求解复杂的四次方程来获得。而已有的解析法、数值法或近似处理法等求解手段会面临求解过程繁琐、计算负担大、求解误差增大的问题。此外,现有的LMC并未考虑逆变器的损耗。为此,该文提出一种IPMSM驱动系统最小损耗模型预测控制方法,该方法无需求解最优参考电流,同时进一步降低逆变器的损耗。首先,从d、q轴有功电流的角度构建满足最小损耗条件约束的价值函数;其次,在价值函数中加入开关次序约束项,以降低逆变器的开关频率;而后,基于价值函数,选取电机系统当前时刻的最优电压矢量。因此,所提LMC方法无需进行最优参考电流的计算,不仅避免高次方程求解产生的问题,而且可以降低逆变器的开关损耗,从而实现整个电机驱动系统的效率优化。实验结果表明,所提方法具备优良的效率优化效果与动态性能。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 最小损耗控制 模型预测控制 开关损耗 逆变器损耗 价值函数

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基于MPC的智能网联卡车队列最优能耗控制

2

作者 闫茂德 金鑫 +1 位作者 杨盼盼 刘军浩 《计算机仿真》 2024年第3期128-133,共6页

针对高速公路智能网联卡车队列的能耗优化问题,提出了一种基于模型预测控制的双层控制算法。算法由速度规划层和跟踪控制层两部分构成,其中速度规划层结合道路坡度及车辆状态,通过线性能量守恒模型来消除动力学模型中的非线性项,并以发... 针对高速公路智能网联卡车队列的能耗优化问题,提出了一种基于模型预测控制的双层控制算法。算法由速度规划层和跟踪控制层两部分构成,其中速度规划层结合道路坡度及车辆状态,通过线性能量守恒模型来消除动力学模型中的非线性项,并以发动机输出功率作为油耗优化指标,采用线性模型预测控制方法获得车队的规划速度;为减少简化车队模型引起的不确定性,跟踪控制层采用基于线性矩阵不等式的分布式鲁棒模型预测控制算法,设计状态反馈控制器对上层规划的最优速度进行跟踪。仿真结果验证了上述双层控制算法的可行性和有效性,可以在保证最优能耗控制的前提下实现车队安全稳定行驶。 展开更多

关键词 卡车队列控制 最优能耗 速度规划 轨迹跟踪 模型预测控制

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侧风环境下车辆稳定性控制策略研究

3

作者 田默涵 袁晓红 +2 位作者 汪怡平 苏楚奇 刘珣 《武汉理工大学学报》 CAS 2024年第7期123-129,158,共8页

侧风环境对车辆横向稳定性的影响较大,同时增加了驾驶员操作负担,存在较大的安全隐患。为了提高车辆在侧风环境下的控制精度,基于模型预测控制(MPC)提出了一种考虑侧风环境影响的控制策略。该策略通过分析不同风速下车辆所受气动力建立... 侧风环境对车辆横向稳定性的影响较大,同时增加了驾驶员操作负担,存在较大的安全隐患。为了提高车辆在侧风环境下的控制精度,基于模型预测控制(MPC)提出了一种考虑侧风环境影响的控制策略。该策略通过分析不同风速下车辆所受气动力建立了整车三自由度动力学模型,同时将气动力系数引入模型预测控制策略中,设计了主动前轮转向的车辆侧风稳定性模型预测控制器。联合仿真结果表明,与普通MPC控制器相比,该控制器在不同侧风环境下控制精度更高、响应速度更快,有效地改善了汽车操纵稳定性和行驶安全性。 展开更多

关键词 侧风环境 稳定性 模型预测控制 控制系统 主动前轮转向

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基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度动态优化调度 被引量：114

4

作者 董雷 陈卉 +2 位作者 蒲天骄 陈乃仕 王晓辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期4609-4616,共8页

为应对接入主动配电网中间歇性分布式电源出力不确定,解决其预测精度随时间尺度增长而下降,造成预测不准确的问题,提出基于模型预测控制的多时间尺度主动配电网多源协调优化调度策略,精细化协调控制和管理主动配电网中的分布式电源、储... 为应对接入主动配电网中间歇性分布式电源出力不确定,解决其预测精度随时间尺度增长而下降,造成预测不准确的问题,提出基于模型预测控制的多时间尺度主动配电网多源协调优化调度策略,精细化协调控制和管理主动配电网中的分布式电源、储能及柔性负荷,以期实现间歇性分布式电源的最大化消纳。以长时间尺度的最优潮流有功出力值为基准,短时间尺度基于模型预测控制,采用多步动态滚动优化,求解有功出力增量,使得有功出力控制过程更加平滑。通过仿真分析,证明了所提动态优化调度策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 主动配电网 模型预测控制 多时间尺度 分布式电源 动态优化调度

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三相PWM整流器模型预测虚拟电压矢量控制 被引量：44

5

作者 曹晓冬 谭国俊 +1 位作者 王从刚 李浩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第18期2926-2935,共10页

传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)在一个控制周期内仅可输出单一的离散电压矢量,考虑到变流器拓扑可提离散电压矢量的局限性,三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器存在较大的稳态功率脉动。在分析三相PWM... 传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)在一个控制周期内仅可输出单一的离散电压矢量,考虑到变流器拓扑可提离散电压矢量的局限性,三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器存在较大的稳态功率脉动。在分析三相PWM整流器离散预测模型的基础上,提出一种模型预测虚拟电压矢量(model predictive virtual voltagevectors,MPV3)控制方法,通过构建6个虚拟的电压矢量代替传统MPC中的8个离散电压矢量,旨在拓展系统的控制集覆盖范围。首先,根据最近三矢量原则确定构建虚拟电压矢量所需的离散电压矢量,接着以功率无差拍跟踪控制为指标在线求取各离散电压矢量作用时间。为了保证虚拟电压矢量的可实现性,构建相应的目标函数进行矢量作用时间的可行性判断和动态修正。最后,为验证所提MPV3方法的可行性和有效性,分别与传统MPC和占空比优化进行仿真和实验的对比分析,并进一步归类总结出各方法的优缺点及适用范围。 展开更多

关键词 三相PWM整流器 模型预测控制 虚拟电压矢量 控制集拓展 功率脉动抑制

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两电机转矩同步系统有限集模型预测控制 被引量：16

6

作者 魏玉春 夏长亮 +2 位作者 刘涛 耿强 史婷娜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期115-122,共8页

首先分析了基于转矩跟随结构的两电机转矩同步控制系统,针对传统结构中同步误差开环控制的问题,通过推导同步误差变化率的影响因素,提出了一种基于统一预测模型的两电机转矩同步有限集模型预测控制策略。通过对两电机同步系统进行统一建... 首先分析了基于转矩跟随结构的两电机转矩同步控制系统,针对传统结构中同步误差开环控制的问题,通过推导同步误差变化率的影响因素,提出了一种基于统一预测模型的两电机转矩同步有限集模型预测控制策略。通过对两电机同步系统进行统一建模,将电机之间的q轴电流同步误差作为统一预测模型的一个状态变量,从预测控制的角度对同步误差实现闭环控制,使同步误差参与逆变器开关状态选择。最后,实验证明了所提控制策略能够实现系统的转矩同步控制。 展开更多

关键词 转矩同步控制系统 转矩跟随 有限集模型预测控制 权重系数

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异步电机低开关频率的模型预测磁链轨迹跟踪控制 被引量：9

7

作者 宋文祥 冯九一 +2 位作者 阮智勇 汪飞 阮毅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期3144-3153,共10页

提出一种采用优化脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的模型预测磁链轨迹跟踪控制方法,不需要实时估计定子磁链和电压的基波分量,实现了异步电机低开关频率下的优化PWM高性能闭环控制。通过将控制问题构造为一个带边界线性约束的二... 提出一种采用优化脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的模型预测磁链轨迹跟踪控制方法,不需要实时估计定子磁链和电压的基波分量,实现了异步电机低开关频率下的优化PWM高性能闭环控制。通过将控制问题构造为一个带边界线性约束的二次目标函数型最优化问题,即二次规划(quadratic programming,QP)问题,采用有效集法实现其数值求解,将模型预测滚动优化策略结合到磁链轨迹跟踪控制器,在尽可能小地修正优化PWM开关角的同时消除跟踪磁链偏差,实现基于优化PWM的磁链轨迹跟踪控制。所提出的新型闭环控制系统在低开关频率下基于优化PWM获得较小的谐波畸变,同时通过磁链轨迹跟踪获得快速的动态响应。针对4k W小功率和1.6MW大功率的异步电机驱动系统的仿真结果表明,两组驱动系统获得的动静态性能相一致,充分验证了所提控制方案的有效性。 展开更多

关键词 低开关频率 模型预测控制 定子磁链轨迹跟踪 优化脉宽调制

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电流增量预测控制策略参数稳定域拓展 被引量：7

8

作者 王伟华 肖曦 +2 位作者 刘欢 孙凯 吴和平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期50-56,共7页

高性能永磁同步电机伺服系统要求快速响应的电流内环以保证系统的高动态性能。电流增量预测控制策略可以获得快速的电流响应速度,但依赖电感参数的准确性。电感参数不准确时,系统稳定性难以保证。本文通过使用更多的电压及电流信息来提... 高性能永磁同步电机伺服系统要求快速响应的电流内环以保证系统的高动态性能。电流增量预测控制策略可以获得快速的电流响应速度,但依赖电感参数的准确性。电感参数不准确时,系统稳定性难以保证。本文通过使用更多的电压及电流信息来提高参考电压计算式的阶次,以此拓宽电流增量预测控制策略对电感参数的适应性。该方法对处理器的占空比更新能力或运算速度没有特殊要求,仅需增加少量计算量就可以显著拓宽电感参数稳定域。仿真和实验结果证明了所提方法的有效性与实用性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 伺服系统 增量预测控制策略 参数稳定域

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基于随机模型预测控制的自主车辆转向控制 被引量：15

9

作者 王秋 曲婷 陈虹 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2015年第4期499-506,共8页

车辆系统实际存在的诸多不确定性因素会对控制器的性能产生严重影响.首先在传统自行车模型的基础上,充分考虑模型简化过程中可能产生的未建模动态,建立考虑未建模动态的车辆二自由度模型;其次根据随机模型预测控制算法设计转向控制器,... 车辆系统实际存在的诸多不确定性因素会对控制器的性能产生严重影响.首先在传统自行车模型的基础上,充分考虑模型简化过程中可能产生的未建模动态,建立考虑未建模动态的车辆二自由度模型;其次根据随机模型预测控制算法设计转向控制器,实现对车辆侧向轨迹的跟踪.为证明该算法的有效性,结合车辆动力学软件ve DYNA在车辆运行的各种工况下进行仿真研究,都实现了较好的跟踪效果.为进一步验证建模过程中考虑的未建模动态的影响,设计了两个控制器并做了一系列的实验,结果表明对车辆的非线性进行补偿可以提高轨迹跟踪的精度. 展开更多

关键词 未建模动态 随机模型预测控制(SMPC) 轨迹跟踪

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SNCR脱硝系统的广义预测控制 被引量：8

10

作者 何伟 鲁明 +2 位作者 李国强 刘志远 张波 《石油化工自动化》 CAS 2016年第1期38-41,共4页

由于脱硝回路具有大滞后、强非线性等特点,热电锅炉基于PID控制器的脱硝回路自动控制系统存在控制品质差、自控投运率低等问题。分析了SNCR工艺流程特点及现有控制策略的不足,提出了一种基于广义预测控制算法的SNCR脱硝系统控制策略。... 由于脱硝回路具有大滞后、强非线性等特点,热电锅炉基于PID控制器的脱硝回路自动控制系统存在控制品质差、自控投运率低等问题。分析了SNCR工艺流程特点及现有控制策略的不足,提出了一种基于广义预测控制算法的SNCR脱硝系统控制策略。针对回路特点改进控制策略,利用最小二乘法获得氨水阀门开度与氮氧化物质量浓度的一阶惯性纯滞后模型,使用广义预测控制算法控制氮氧化物质量浓度,在原有DCS的基础上设计并实现了SNCR脱硝回路先进控制系统。现场投运结果表明:基于广义预测控制的脱硝系统氮氧化物排放量波动幅度降低,回路自控投运率提高。 展开更多

关键词 脱硝系统 广义预测控制 氮氧化物 控制策略

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丙烯腈流化床反应器先进控制 被引量：5

11

作者 王伟 薛美盛 +1 位作者 张毅 刘云松 《化工自动化及仪表》 CAS 2008年第3期58-61,66,共5页

温度是丙烯腈生产的重要条件,在研究丙烯腈生产工艺的基础上,对丙烯腈流化床反应器进料系统PID控制器参数进行了整定,进一步采用阶梯式控制策略,用渐消记忆的递推最小二乘法辨识模型实现丙烯腈流化床反应器反应温度的广义预测控制,较好... 温度是丙烯腈生产的重要条件,在研究丙烯腈生产工艺的基础上,对丙烯腈流化床反应器进料系统PID控制器参数进行了整定,进一步采用阶梯式控制策略,用渐消记忆的递推最小二乘法辨识模型实现丙烯腈流化床反应器反应温度的广义预测控制,较好地解决了由反应器进料流量波动、反应压力变化等因素引起的反应温度的大幅波动问题,提高了反应器温度的控制品质,同时也提高了丙烯腈收率。 展开更多

关键词 丙烯腈 流化床反应器 反应温度 先进控制 阶梯式广义预测控制

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基于通信的大规模空调与电网互动的分布式合作模型及优化控制 被引量：8

12

作者 姜爱华 韦化 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期6276-6283,共8页

大规模空调系统在集中响应时变电价时,容易形成新的电力尖峰。针对该问题,提出基于网络信息交互的大规模空调与电网互动的分布式协调模型与优化控制策略,在保证用户舒适性条件及最低费用的同时,避免（或改善）集中响应形成新的电力尖峰... 大规模空调系统在集中响应时变电价时,容易形成新的电力尖峰。针对该问题,提出基于网络信息交互的大规模空调与电网互动的分布式协调模型与优化控制策略,在保证用户舒适性条件及最低费用的同时,避免（或改善）集中响应形成新的电力尖峰。控制过程中,先将系统目标分解到每个子系统,由分布的模型预测控制器（distributedmodel predictivecontroller,DMPC）进行并行的优化决策计算,并将计算出的结果通过网络发送给其他子系统;每个子系统再根据接收到的其他子系统的信息和电网信息,按合作博弈模型计算可合作的控制行为,重新发送自己的控制量给其他子系统,直至所有子系统的控制行为不再能使峰值降低。该方法在每一个预测状态演进过程中,都进行信息交互,实现对大规模分布式空调与电网协调的闭环优化控制。对某地区5万台空调响应分时电价的模拟控制结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 大规模空调 分布式合作模型 合作博弈 模型预测控制

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一种基于优先级的控制系统性能评估和安全监控系统 被引量：2

13

作者 荣冈 杨胜蓝 +1 位作者 周培杰 冯毅萍 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期707-714,共8页

控制系统性能监控和评估的研究对保障生产过程安全高效运行具有重要意义。对于一个控制系统,各种监控评估指标的重要性不同却有内在冲突性,例如控制系统的性能'卡边'操作与安全生产有时是矛盾的。因此,提出了优先级性能评估与... 控制系统性能监控和评估的研究对保障生产过程安全高效运行具有重要意义。对于一个控制系统,各种监控评估指标的重要性不同却有内在冲突性,例如控制系统的性能'卡边'操作与安全生产有时是矛盾的。因此,提出了优先级性能评估与监控的思想,系统依照优先级序列对各指标进行性能评估,并对事关安全的关键过程变量重点监控;开发了针对MPC多变量控制系统的优先级性能评估与监控系统,并应用于催化裂化反应-再生系统。 展开更多

关键词 优先级 模型预测控制 经济 性能评估 安全

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一种快速非线性模型预测控制律研究 被引量：2

14

作者 修观 王良明 +1 位作者 孙瑞胜 杨荣军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1189-1194,共6页

为滑翔增程弹设计了一种滑翔控制律,在考虑其非线性、状态约束和控制舵偏角幅值约束的情况下,针对滑翔控制过程中采样周期短,系统动态变化快的特点,采用直接多重打靶法和实时迭代策略来缩短非线性模型预测控制中递推优化的计算时间,并... 为滑翔增程弹设计了一种滑翔控制律,在考虑其非线性、状态约束和控制舵偏角幅值约束的情况下,针对滑翔控制过程中采样周期短,系统动态变化快的特点,采用直接多重打靶法和实时迭代策略来缩短非线性模型预测控制中递推优化的计算时间,并应用预先优化策略避免反馈控制延迟。仿真结果表明,该控制器的控制律求解时间小于采样周期,能满足滑翔增程弹滑翔控制要求,控制效果良好。研究结果可为同类弹箭非线性模型预测控制律设计提供参考。 展开更多

关键词 自动控制技术 滑翔增程弹 非线性模型预测控制 滑翔控制 仿真

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超超临界机组主汽温分布式监督预测控制 被引量：6

15

作者 孔小兵 范昌 刘向杰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1252-1259,共8页

针对超超临界直流锅炉主汽温控制系统,提出一种基于模糊神经网络模型的分布式监督预测控制(DSPC)策略.在各子系统原有的调节层结构的基础上,增加监督层,将中间点温度和各级过热器出口温度设定值的调整问题转化为在线优化问题.子系统监... 针对超超临界直流锅炉主汽温控制系统,提出一种基于模糊神经网络模型的分布式监督预测控制(DSPC)策略.在各子系统原有的调节层结构的基础上,增加监督层,将中间点温度和各级过热器出口温度设定值的调整问题转化为在线优化问题.子系统监督层目标函数考虑相关联子系统的性能指标,通过相邻子系统监督层的信息交换和迭代优化,实现各级子系统的协同配合.针对负荷扰动情况进行仿真实验,结果验证了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 超超临界机组 主汽温控制 分布式监督预测控制

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双层结构预测控制中积分过程的稳态目标优化方法 被引量：2

16

作者 庞强 邹涛 +1 位作者 丛秋梅 王元 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2014年第4期405-410,共6页

讨论了积分过程的稳态优化问题.针对积分过程的模型不确定性对双层结构预测控制中稳态目标计算的影响,在基于"点"模型的经济优化模型的基础上,考虑输入增量变化和输出变量初始值的误差对稳态目标计算的影响,采用迭代补偿的方... 讨论了积分过程的稳态优化问题.针对积分过程的模型不确定性对双层结构预测控制中稳态目标计算的影响,在基于"点"模型的经济优化模型的基础上,考虑输入增量变化和输出变量初始值的误差对稳态目标计算的影响,采用迭代补偿的方法,不断的修正"点"模型的等式约束条件,更新优化设定点.通过仿真可以看出,新的稳态优化设定点是一个渐近的动态过渡过程,稳态优化的计算偏差大幅下降,有效地改善了模型不确定性对稳态目标计算的影响. 展开更多

关键词 双层结构预测控制 积分过程 模型不确定性 稳态目标计算 “点”模型

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五桥臂双永磁同步电机系统优化模型预测控制 被引量：3

17

作者 耿强 巨永龙 周湛清 《电机与控制应用》 2019年第4期8-14,26,共8页

五桥臂逆变器传统模型预测控制一个控制周期内由单矢量作用,降低了2台电机的运行性能。针对该问题,提出了优化模型预测控制策略。通过对2台电机有效电压矢量和零电压矢量的占空比进行整体优化分配,减小电机的转矩波动,提高2台电机的控... 五桥臂逆变器传统模型预测控制一个控制周期内由单矢量作用,降低了2台电机的运行性能。针对该问题,提出了优化模型预测控制策略。通过对2台电机有效电压矢量和零电压矢量的占空比进行整体优化分配,减小电机的转矩波动,提高2台电机的控制精度,进而在满足2台三相电机控制独立性的情况下,提升了电机系统的控制性能。仿真结果验证了所提优化模型预测控制的正确性和有效性。 展开更多

关键词 双电机控制 永磁同步电机 五桥臂逆变器 模型预测控制

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取水泵站能效的模型预测控制

18

作者 唐玉玲 张世荣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期50-54,共5页

在研究取水泵站能量模型及能效开环优化控制基础上,提出一种系统级的运行效率模型预测控制方法。本控制方法以定速泵运行状态为优化变量,以泵站总能源费用最小为目标。目标函数融入了分时电价及取水口水位等变量,并处理了总用水量、清... 在研究取水泵站能量模型及能效开环优化控制基础上,提出一种系统级的运行效率模型预测控制方法。本控制方法以定速泵运行状态为优化变量,以泵站总能源费用最小为目标。目标函数融入了分时电价及取水口水位等变量,并处理了总用水量、清水池水位高低限等约束。以一座配置定速泵的取水泵站为例,对开环优化及模型预测控制方法分别进行了仿真研究和对比分析。验证了能效模型预测控制方法的有效性及其处理变量预测误差的性能。提出的控制方法还能实现需求侧优化管理,有助于电网'移峰填谷'策略的实施。 展开更多

关键词 取水泵站 能效 开环优化模型预测控制 移峰填谷

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扩展约束仿射非线性系统预测控制吸引域

19

作者 王超 张胜修 +1 位作者 秦伟伟 郑建飞 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2014年第5期551-557,共7页

针对受约束的仿射型非线性系统,提出了一种采用扩张终端约束集与其容许集来扩大其双模非线性模型预测控制吸引域的新方法.首先,采用反馈线性化控制律和非线性系统的多面体线性微分包含,给出了一种求解仿射非线性系统最大控制不变集的方... 针对受约束的仿射型非线性系统,提出了一种采用扩张终端约束集与其容许集来扩大其双模非线性模型预测控制吸引域的新方法.首先,采用反馈线性化控制律和非线性系统的多面体线性微分包含,给出了一种求解仿射非线性系统最大控制不变集的方法,并基于此设计了扩张终端约束集的不变集切换控制策略;其次,引入区间算法,研究了约束非线性系统N步容许集的离线算法,在此基础上以扩张终端约束集的N步容许集作为初始状态吸引域,利用双模单步优化控制策略以实现系统状态渐近稳定,并扩大了预测控制的吸引域;最后,将该算法用于一类典型的非线性过程——连续搅拌反应釜的控制中,仿真结果验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 约束非线性系统 非线性模型预测控制 吸引域 多面体不变集 连续搅拌反应釜

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动态Leontief投入产出模型的广义预测控制

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作者 高齐圣 李明兰 《青岛化工学院学报（自然科学版）》 1999年第1期86-89,共4页

基于Ｗ．Ｌｅｏｎｔｉｅｆ动态投入产出模型，探讨了广义预测控制在国民经济系统宏观管理中的应用。

关键词 投入产出 动态投入产出 模型 国民经济管理

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