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改进的广义预测控制算法 被引量:39
1
作者 金元郁 顾兴源 《信息与控制》 CSCD 北大核心 1990年第3期8-14,共7页
本文中,提出了改进的广义预测控制.这种算法简单,不受噪声多项式 C(q^(-1))稳定的限制.
关键词 预测控制 算法 预测模型 模型理论
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快速递推广义预测控制 被引量:4
2
作者 赵怀彬 王诗宓 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期190-196,共7页
本文利用反向递推方法对广义预测控制(GPC)的准则函数进行变换,得出一种违推的快速GPC算法.该算法对预测长度为N的阶系统的计算量仅为O(N·n),优于传统的求解Dio-Phantine方程或矩阵求道的算法.仿真结果表明了算法的有效性.
关键词 广义预测控制 快速递推算法 预测控制
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基于分布式模型预测控制的无人机编队控制 被引量:20
3
作者 赵超轮 戴邵武 +2 位作者 赵国荣 高超 刘帅 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1763-1771,共9页
针对多四旋翼无人机编队在巡航飞行过程中队形形成和保持问题,采用分布式模型预测控制方法将该问题转化为在线滚动优化问题.建立线性时不变的编队运动模型,进而在考虑状态和输入约束,不考虑时延、外界干扰、噪声的情况下,利用领航跟随... 针对多四旋翼无人机编队在巡航飞行过程中队形形成和保持问题,采用分布式模型预测控制方法将该问题转化为在线滚动优化问题.建立线性时不变的编队运动模型,进而在考虑状态和输入约束,不考虑时延、外界干扰、噪声的情况下,利用领航跟随策略设计一种分布式模型预测控制器,通过引入自身和邻居的假设状态轨迹设计代价函数.其中邻居信息的交互是在有向、时不变通信拓扑结构下进行的.基于该控制器,无人机能够在跟踪目标轨迹的同时,快速形成预先设定的队形并保持队形飞行.通过引入终端等式约束保证系统稳定,进而将目标函数作为Lyapunov函数,给出编队系统渐近稳定的充分条件.最后,利用6架无人机仿真验证控制算法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 无人机 四旋翼 编队控制 分布式控制 模型预测控制 领航跟随法
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基于神经网络的城市关联交叉口交通流预测控制方法 被引量:14
4
作者 傅惠 胡刚 +1 位作者 徐建闽 许伦辉 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期91-95,共5页
为了改善城市路网整体通行效率,针对城市交通流实时变化以及高度非线性的特点,提出一种基于神经网络的城市关联交叉口交通流预测控制方法。以关联交叉口的总体排队长度最小为性能指标,以神经网络作为交叉口的交通流量预测模型,并通过交... 为了改善城市路网整体通行效率,针对城市交通流实时变化以及高度非线性的特点,提出一种基于神经网络的城市关联交叉口交通流预测控制方法。以关联交叉口的总体排队长度最小为性能指标,以神经网络作为交叉口的交通流量预测模型,并通过交通流量实测值与预测值之间的误差实现对神经网络的在线训练。结合神经网络预测控制方法,给出了城市关联交叉口信号控制中信号周期、绿信比(或相位时长)以及相位差的确定思路。仿真试验结果表明:以关联交叉口总体排队长度最小为优化指标的交通流预测控制策略,可提高关联交叉口的总体通行效率。 展开更多
关键词 交通工程 关联交叉口 神经网络 交通流 预测控制方法
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预测控制技术在电厂热工过程中的应用分析 被引量:12
5
作者 杨锦 龙新峰 梁平 《电力设备》 2006年第5期57-61,共5页
预测控制是一种适用于大滞后热工对象的控制方法,在电厂热工过程控制中有很大的应用潜力。该文介绍了预测控制提出的背景、基本原理和特点,对近年来预测控制算法、与其他控制相结合的算法以及预测控制性能的主要研究成果进行了总结与评... 预测控制是一种适用于大滞后热工对象的控制方法,在电厂热工过程控制中有很大的应用潜力。该文介绍了预测控制提出的背景、基本原理和特点,对近年来预测控制算法、与其他控制相结合的算法以及预测控制性能的主要研究成果进行了总结与评述,并对预测控制器在电厂主要热工过程控制系统中的应用研究情况进行了回顾。理论研究结果和实际应用情况表明:预测控制在电厂热工过程控制中能取得较好的控制品质,其应用是有效、可行的。 展开更多
关键词 预测控制 PID控制 控制策略 热工过程 热工控制系统
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球磨机制粉系统建模及广义预测控制的研究与应用 被引量:11
6
作者 孙灵芳 孙晶淼 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1329-1337,共9页
双进双出球磨机制粉系统作为火电厂里重要的发电设备,具有非线性、多变量、强耦合、大时滞的特点。从机理法出发,建立球磨机的机理数学模型,并在机理数学模型的输入变量加入一定量的扰动,给出阶跃扰动测试,建立出球磨机系统的传递函数... 双进双出球磨机制粉系统作为火电厂里重要的发电设备,具有非线性、多变量、强耦合、大时滞的特点。从机理法出发,建立球磨机的机理数学模型,并在机理数学模型的输入变量加入一定量的扰动,给出阶跃扰动测试,建立出球磨机系统的传递函数模型。结合作为工业过程控制中应用最广泛的基本控制律—PID控制,在一般广义预测控制算法的基础上,将具有比例积分微分结构的广义预测控制算法(PED-GPC)首次应用到球磨机上,通过对河北龙山某电厂300 MW大型单元机组负压运行球磨机制粉系统的仿真表明,该算法较一般前馈解耦PID控制具有更好的鲁棒性,更宜于工业应用。 展开更多
关键词 球磨机 广义预测控制 自动控制 控制方法
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AFS/DYC协调控制的分布式驱动电动汽车稳定性控制 被引量:10
7
作者 赵树恩 胡洪银 景东印 《华侨大学学报(自然科学版)》 CAS 2021年第5期571-579,共9页
为进一步提高分布式驱动电动汽车行驶过程中的稳定性,提出主动前轮转向(AFS)和直接横摆力矩控制(DYC)协调控制策略.为提高车辆稳态行驶时转向能力,设计基于滑模控制(SMC)的前轮主动转向控制器实时修正前轮转角;以维持车辆工作在稳态工... 为进一步提高分布式驱动电动汽车行驶过程中的稳定性,提出主动前轮转向(AFS)和直接横摆力矩控制(DYC)协调控制策略.为提高车辆稳态行驶时转向能力,设计基于滑模控制(SMC)的前轮主动转向控制器实时修正前轮转角;以维持车辆工作在稳态工作区为控制目标,设计基于模型预测控制(MPC)的车辆稳定性控制器,通过设定的分配规则按轴荷比等比例分配各轮驱/制动力矩.利用相平面法作为判定依据自适应分配各控制器权重,实现控制器之间的切换.在连续转向工况下,对控制算法进行仿真验证.结果表明:在相同转角输入下,相较于无控车辆,受控状态下车辆的横摆稳定性能提高了16%,行驶状态得到了改善. 展开更多
关键词 主动前轮转向 直接横摆力矩控制 滑模控制 模型预测控制 相平面法
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基于广义预测控制的泵控马达调速系统的研究 被引量:7
8
作者 桑勇 王占林 祁晓野 《湖南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2007年第4期34-37,共4页
为减小泵控马达系统中参数时变、外界扰动等不确定因素对调速性能的影响,提出了基于广义预测控制的控制方案,并设计了泵控马达系统调速性能测试试验台.给出了泵控马达调速系统的整体数学模型并得到其单输入单输出的传递函数.建立了泵控... 为减小泵控马达系统中参数时变、外界扰动等不确定因素对调速性能的影响,提出了基于广义预测控制的控制方案,并设计了泵控马达系统调速性能测试试验台.给出了泵控马达调速系统的整体数学模型并得到其单输入单输出的传递函数.建立了泵控马达系统的受控自回归积分滑动平均模型,对广义预测算法进行推导.在液压马达转速受负载扰动、转动惯量变化两种情况下进行了仿真分析,通过仿真结果可以看出,采用该方案以后泵控马达系统的调速性能具有良好的跟踪性能和鲁棒性.图4,参10. 展开更多
关键词 泵控马达 电液伺服 广义预测控制 建模
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一种多约束下无人机编队的模型预测控制算法 被引量:8
9
作者 戴邵武 赵超轮 +2 位作者 李飞 韩旭 赵国荣 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期706-714,共9页
针对多无人机在编队飞行过程中需满足机间避碰、通信、避障等约束的问题,设计一种考虑多约束的分布式模型预测控制算法,使无人机编队在满足上述约束的前提下,实现轨迹跟踪、队形保持.首先,在不考虑通信时延、外界干扰、噪声的情况下,以... 针对多无人机在编队飞行过程中需满足机间避碰、通信、避障等约束的问题,设计一种考虑多约束的分布式模型预测控制算法,使无人机编队在满足上述约束的前提下,实现轨迹跟踪、队形保持.首先,在不考虑通信时延、外界干扰、噪声的情况下,以四旋翼为控制对象,建立线性时不变的单机及编队运动模型;然后,在考虑状态约束、输入约束、机间避碰、机间通信、避障等多种约束的情况下,以轨迹跟踪、队形保持为控制目标,基于虚拟领航策略设计一种分布式模型预测控制算法;接着,对优化问题的可行性以及编队系统的渐近稳定性进行分析,其中算法的终端部分设计、相容性约束设计是保证系统稳定的关键;最后,利用6架无人机仿真验证所提出控制算法的有效性. 展开更多
关键词 无人机 四旋翼 编队控制 分布式控制 模型预测控制 虚拟领航法
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基于GPC的NCS非整数倍采样周期时延补偿方法 被引量:7
10
作者 庄玲燕 张文安 俞立 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1273-1276,共4页
研究具有非整数倍采样周期时延的网络控制系统(NCS)的时延补偿问题.针对NCS中的非整数倍采样周期时延,基于广义预测控制算法并结合线性插值方法,提出一种新的网络时延补偿方法.该方法能得到非整数倍采样周期的控制预测值,同时通过减小... 研究具有非整数倍采样周期时延的网络控制系统(NCS)的时延补偿问题.针对NCS中的非整数倍采样周期时延,基于广义预测控制算法并结合线性插值方法,提出一种新的网络时延补偿方法.该方法能得到非整数倍采样周期的控制预测值,同时通过减小执行器读取缓冲区的周期,可有效减少由于执行器时间驱动而引起的等待时延,解决了非整数倍采样周期时延的补偿问题.最后通过仿真验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 状态方程 广义预测控制 网络诱导时延 线性插值法
原文传递
采用内点法和图像反馈的机器人视觉伺服预测控制 被引量:8
11
作者 滕游 刘安东 俞立 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2021年第1期196-200,共5页
针对具有控制量约束和可视性约束的六自由度机器人的视觉伺服系统,研究了基于图像空间局部模型的预测控制器的设计问题.首先对特征点的投影图像的运动学方程进行离散化,得到系统的误差预测模型.然后通过选取合适的性能指标函数,将视觉... 针对具有控制量约束和可视性约束的六自由度机器人的视觉伺服系统,研究了基于图像空间局部模型的预测控制器的设计问题.首先对特征点的投影图像的运动学方程进行离散化,得到系统的误差预测模型.然后通过选取合适的性能指标函数,将视觉伺服控制器设计问题转化为一个具有控制量约束和可视性约束的最优化问题.进一步,利用对数障碍函数处理约束,得到系统的牛顿方程,获得控制量的迭代求解公式.最后,利用数值仿真和实验验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 视觉伺服 机器人 模型预测控制 内点法
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基于稳态非线性模型和线性ARX模型组合的非线性预测控制 被引量:6
12
作者 杨剑锋 钱积新 赵均 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2008年第2期219-223,234,共6页
通过点集映射来表示非线性系统的稳态模型,用系统的稳态增益来修正具有外界输入的线性自回归(AutoRegressive with eXternal input,ARX)模型的动态增益,提出了一种基于稳态非线性模型和线性ARX模型组合的非线性预测控制算法.该算法用递... 通过点集映射来表示非线性系统的稳态模型,用系统的稳态增益来修正具有外界输入的线性自回归(AutoRegressive with eXternal input,ARX)模型的动态增益,提出了一种基于稳态非线性模型和线性ARX模型组合的非线性预测控制算法.该算法用递归最小二乘法在线辨识系统的动态模型参数,用序列二次规划算法求解目标函数.最后通过对典型化工非线性对象pH中和过程的仿真对本算法进行了验证.结果表明,本算法比广义预测控制算法具有更好的设定值跟踪性能和抗干扰能力. 展开更多
关键词 预测控制 非线性预测控制 最小二乘法 PH过程
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基于模型预测控制的高速柔性并联机构振动控制 被引量:6
13
作者 胡俊峰 张宪民 徐贵阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期24-32,共9页
由于高速柔性并联机构系统的非线性和不确定性,提出一种鲁棒模型预测振动控制策略以抑制系统的振动响心。以压电陶瓷为作动器,电阻应变片为传感器,采用有限元方法和模态截断技术建立机构不精确动力学模型。机构动力学模型中的非线性因... 由于高速柔性并联机构系统的非线性和不确定性,提出一种鲁棒模型预测振动控制策略以抑制系统的振动响心。以压电陶瓷为作动器,电阻应变片为传感器,采用有限元方法和模态截断技术建立机构不精确动力学模型。机构动力学模型中的非线性因素、耦合因素及系统高阶模态影响作为扰动,将模态力视为不确定扰动,并且考虑输出噪声对系统的影响,建立系统动态响应的预测模型,以预测输出值。采用Kalman滤波估计器估计系统状态量,以控制电压及其变化率为约束条件,将系统性能指标和约束条件化为一个标准二次规划优化问题,通过求解这一优化问题来得到最优控制输出,形成滚动优化控制输出来抑制系统振动响应。采用表征作动能量的可控性指标和表征观测信号能量的可观性指标,确定作动器和传感器的最优位置。以新型2自由度并联机构为实例,采用实验模态方法得到系统的前2阶固有频率和阻尼比,与有限元方法得到的结果比较分析表明理论模型不精确。基于该模型采用dSPACE实时仿真系统和MATLAB/Simulink搭建鲁棒控制系统,进行振动主动控制试验研究。试验结果表明,所设计的控制器能有效地抑制柔性构件产生的弹性振动,验证了控制器的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 柔性并联机构 主动振动控制 模型预测控制 有限元法
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大纯滞后系统的一种PID预估控制方法 被引量:4
14
作者 吕群 于标 《武汉职业技术学院学报》 2007年第5期87-90,共4页
常规PID调节器不能对大纯滞后对象进行有效控制,当τ/T≥0.5时常规PID调节器已很难获得良好的控制性能,以至系统失去稳定性。文章提出了一种预估控制方法,能对大纯滞后系统进行有效控制。该控制方法与纯滞后时间τ无关,方法简单,易于工... 常规PID调节器不能对大纯滞后对象进行有效控制,当τ/T≥0.5时常规PID调节器已很难获得良好的控制性能,以至系统失去稳定性。文章提出了一种预估控制方法,能对大纯滞后系统进行有效控制。该控制方法与纯滞后时间τ无关,方法简单,易于工程实现,使常规PID调节器在大纯滞后系统的控制中如同对无纯滞后系统的控制一样有效。同时证明了该法使系统的稳定性与系统的纯滞后无关,经MATLAB仿真验证,该法具有良好的控制品质,且能适应对象参数和结构有一定变化的时滞系统。此外对系统扰动的补偿做了一定的讨论,提出了一些较有效可行的补偿方法。 展开更多
关键词 稳定性 时滞系统 预估控制方法 扰动补偿
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基于欧拉迭代模型预测的欠驱动水面船舶路径跟踪控制 被引量:5
15
作者 李荣辉 陈志娟 +1 位作者 李宗宣 卜仁祥 《广东海洋大学学报》 CAS 2020年第1期104-110,共7页
【目的】解决具有外部受风流干扰和舵角输入受约束的欠驱动船舶路径跟踪问题。【方法】采用基于欧拉迭代的模型预测控制算法(MPC)对欠驱动船舶路径跟踪进行控制。【结果】MPC能够灵活地处理舵角输入受约束问题,欧拉迭代法离散和预测船... 【目的】解决具有外部受风流干扰和舵角输入受约束的欠驱动船舶路径跟踪问题。【方法】采用基于欧拉迭代的模型预测控制算法(MPC)对欠驱动船舶路径跟踪进行控制。【结果】MPC能够灵活地处理舵角输入受约束问题,欧拉迭代法离散和预测船舶未来状态可以简化MPC设计的运算。为弥补欧拉迭代法在精度上的不足,直接以分离型船舶模型(MMG)作为MPC的预测模型。应用径向基函数(RBF)神经网络历史信息训练实现对外界风流干扰的逼近及补偿。【结论】所设计的控制器可以使船舶在考虑风流干扰和舵角约束的情况下准确地跟踪上设定的路径,所提控制算法的有效性得到验证。 展开更多
关键词 船舶路径跟踪 模型预测控制 欧拉迭代法 船舶运动控制
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有刷直流电机约束预测控制器设计及实现 被引量:5
16
作者 李宗俐 许芳 +1 位作者 梁頔男 陈虹 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2017年第4期363-369,共7页
为防止因过载而导致电机的损害问题,考虑有刷直流电机的电压和电流物理约束,采用线性约束预测控制设计了直流电机转速跟踪控制器。建立有刷直流电机的数学模型,二次规划(QP:Quadratic Programming)问题采用路径跟踪内点算法进行求解,并... 为防止因过载而导致电机的损害问题,考虑有刷直流电机的电压和电流物理约束,采用线性约束预测控制设计了直流电机转速跟踪控制器。建立有刷直流电机的数学模型,二次规划(QP:Quadratic Programming)问题采用路径跟踪内点算法进行求解,并搭建了基于d SPACE控制系统的硬件在环实验平台。同时对设计的转速跟踪控制器的有效性进行了实物验证。实验结果表明,该MPC(Model Predictive Control)控制器能很好地满足有刷直流电机的转速跟踪控制要求。 展开更多
关键词 模型预测控制 路径跟踪法 有刷直流电机 硬件在环实验
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改进模型预测控制的农机轨迹跟踪算法研究 被引量:4
17
作者 刘林 张华强 +2 位作者 秦昌礼 陈雨 苏庆华 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期29-36,共8页
针对无人驾驶农机进行轨迹跟踪时精度与稳定性较差的问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的轨迹跟踪方法。首先,建立农机车辆的运动学模型,利用粒子滤波对农机状态量进行估计来提高农机的定位精度;其次,在设计MPC控制器时引入了梯度... 针对无人驾驶农机进行轨迹跟踪时精度与稳定性较差的问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的轨迹跟踪方法。首先,建立农机车辆的运动学模型,利用粒子滤波对农机状态量进行估计来提高农机的定位精度;其次,在设计MPC控制器时引入了梯度投影算法,该算法相比于传统有效集算法减少了迭代步数,具有更快的收敛速度,提高了农机进行跟踪控制时的计算效率;最后,在淄博市某无人农场进行了农机轨迹跟踪试验。结果表明:该方法可以实现良好的跟踪控制精度,符合精准农业的作业要求。 展开更多
关键词 农机 轨迹跟踪 模型预测控制 投影梯度
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混合控制方法的三电平整流器 被引量:4
18
作者 贺娅莉 戴成梅 +1 位作者 支联合 郭艳花 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第4期29-32,66,共5页
提出一种混合控制策略,实现T型三电平整流器的稳定运行。该控制方法包括内环和外环控制,外环采用PI控制器实现直流侧电压稳定和无功功率获取;内环采用有限集模型预测控制实现输入电流控制,并针对T型三电平整流器存在的中点不平衡问题,... 提出一种混合控制策略,实现T型三电平整流器的稳定运行。该控制方法包括内环和外环控制,外环采用PI控制器实现直流侧电压稳定和无功功率获取;内环采用有限集模型预测控制实现输入电流控制,并针对T型三电平整流器存在的中点不平衡问题,通过调节矢量作用时间实现中点电位平衡控制。提出的混合控制方法具有动态响应快、较少的PI参数、计算量小、不需要调制策略等特点。最后通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 三电平整流器 预测控制 中点电压平衡 混合控制方法
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分数阶PI鲁棒预测控制解析整定法
19
作者 何海科 《科技创新与应用》 2024年第35期35-38,43,共5页
基于分数阶预测控制中微分算子难以求解的特点,提出一种分数阶PI控制器参数求解方法,并将其应用于预测控制。该文联立分数阶PI控制器与预测控制形成的传递函数建立解析方程。该方法将被控系统所需的性能指标与分数阶PI控制器相乘得到期... 基于分数阶预测控制中微分算子难以求解的特点,提出一种分数阶PI控制器参数求解方法,并将其应用于预测控制。该文联立分数阶PI控制器与预测控制形成的传递函数建立解析方程。该方法将被控系统所需的性能指标与分数阶PI控制器相乘得到期望传递函数,利用该期望传递函数求解预测控制传递函数所需要的各项参数。增强了预测控制鲁棒性的提升,降低了调整参数的计算时间。 展开更多
关键词 分数阶 预测控制 鲁棒性 解析法 图解法
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间歇式反应釜的温度预测控制 被引量:3
20
作者 丁惜瀛 崔紫微 +1 位作者 王凤翔 杨洪兵 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2007年第6期716-720,共5页
间歇式反应釜惯性大、滞后大、慢时变,制冷与加热切换时非线性严重,采用传统PID控制很难满足性能要求.为此,基于递推最小二乘方法和广义预测控制原理,在北京亚控公司的组态王软件平台上,设计了一套简单实用的控制系统.在升温阶段采用传... 间歇式反应釜惯性大、滞后大、慢时变,制冷与加热切换时非线性严重,采用传统PID控制很难满足性能要求.为此,基于递推最小二乘方法和广义预测控制原理,在北京亚控公司的组态王软件平台上,设计了一套简单实用的控制系统.在升温阶段采用传统PID控制;在60-70℃时的制冷加热切换阶段,采用广义预测控制,以解决严重非线性带来的振荡.实验结果表明,与传统的PID控制方案相比,该方案增强了系统的鲁棒性和适应性,系统振荡大幅度减少. 展开更多
关键词 间歇式反应釜 非线性 广义预测控制 递推最小二乘方法 组态王
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