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控制理论与应用 2019年第4期36卷 666-672页

作者：张青弓志坤杨正全陈增强中国民航大学理学院天津300300 中国民航大学空中交通管理研究基地天津300300 南开大学计算机学院天津300350

本文对具有非线性函数群集行为的连续时间多智能体系统的分布式优化问题进行了研究.这篇文章旨在说明所有智能体的速度和位置可以渐近一致,并且速度达到最优,从而使局部代价函数之和最小.在这个研究中,每个智能体只知道与其对应的代价函... 详细信息

本文对具有非线性函数群集行为的连续时间多智能体系统的分布式优化问题进行了研究.这篇文章旨在说明所有智能体的速度和位置可以渐近一致,并且速度达到最优,从而使局部代价函数之和最小.在这个研究中,每个智能体只知道与其对应的代价函数.首先,文章对局部代价函数作了一些假设;第二,设计了一个分布式控制法则和更新律,该控制法则仅仅依赖于自己和邻居的速度.然后证明了多智能体系统的稳定性以及在最小化局部代价函数之和的同时所有智能体可以避免碰撞.最后,使用一个仿真案例来说明所获得的分析结果.

关键词：代价函数优化分布式优化自适应多智能体系统群集

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基于HRRP和微多普勒的弹道导弹特征参数提取

基于HRRP和微多普勒的弹道导弹特征参数提取

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作者：孙善丽南京航空航天大学

学位级别：硕士

弹道导弹目标的特征提取在弹头识别中具有重要意义,其中进动周期与进动角的提取在区分弹头和重诱饵时扮演重要角色。本文从一维距离像序列的周期性、弹头径向长度以及微动特征等方面出发,对进动特征参数的提取展开深入研究。主要的研究... 详细信息

弹道导弹目标的特征提取在弹头识别中具有重要意义,其中进动周期与进动角的提取在区分弹头和重诱饵时扮演重要角色。本文从一维距离像序列的周期性、弹头径向长度以及微动特征等方面出发,对进动特征参数的提取展开深入研究。主要的研究内容与成果如下:(1)建立了弹道导弹雷达回波的时域和频域模型,分析了回波中的多普勒特征。研究了弹头的一维距离像和径向长度提取的问题。仿真验证了一维距离像的提取、运动产生频移的补偿效果以及不同信噪比和不同带宽下径向长度的提取。(2)研究了基于HRRP最大互相关函数频偏校正的进动周期提取方法。考虑到高速平动和进动对一维距离像的影响,建立了弹头飞行中段的进动模型;对一维距离像最大互相关函数进行FFT变换,并对变换后的结果进行近似正弦波的频偏校正处理,提取进动周期;利用频率阈值校正非频率分辨率整数倍进动频率,提高了进动周期的提取精度。仿真验证了不同进动周期、不同观测时长以及不同信噪比对进动周期提取精度的影响,与传统方法进行比较,该方法提取精度和抗噪性能得到提高。(3)提出了基于径向长度代价函数优化的弹道导弹特征参数提取方法。建立了进动模型和径向长度模型,考虑了高速平动和进动对径向长度的影响,给出了径向长度的代价函数,并将频偏校正方法中提取出的进动周期作为初始值,将文中提取的各姿态角下的径向长度作为训练集;采用梯度下降法不断更新特征参数,最终估计出进动角、进动周期、锥体高度、底面半径、方位角和俯仰角等参数值。通过仿真分析,与现有的提取特征参数的方法相比,该方法对进动周期的提取精度提高了一个数量级以上。(4)针对弹道导弹弹头的微多普勒特征提取问题,提出了使用时频谱图提取进动周期的方法。建立了弹头的振动、摆动、旋转以及进动微多普勒模型,分析了各种运动形式下的微多普勒特征;通过短时傅里叶变换和魏格纳威尔变换,得到时频谱图;对时频谱图进行重排,再提取峰值分布值,得到一维时频曲线,并进行自相关和幅度差处理,提取进动周期。仿真了不同观测时长和多个载频下的不同信噪比对微动周期提取精度的影响,与文献中其它方法进行比较,该方法在不同观测时长以及低信噪比时提取精度更高。

关键词：弹道导弹一维距离像径向长度频偏校正代价函数优化微多普勒

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基于LQR模型的永磁同步电机模型预测控制策略研究

基于LQR模型的永磁同步电机模型预测控制策略研究

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作者：郭昕长春工业大学

学位级别：硕士

永磁同步电机因其效率高、可靠性强等优势,已在工业界得到广泛应用。与此同时,各类复杂工况对永磁同步电机的性能要求也在不断地提高。因此,研究高效的控制算法来弥补电机自身的不足,提升系统性能,成为目前永磁同步电机控制领域的研究... 详细信息

永磁同步电机因其效率高、可靠性强等优势,已在工业界得到广泛应用。与此同时,各类复杂工况对永磁同步电机的性能要求也在不断地提高。因此,研究高效的控制算法来弥补电机自身的不足,提升系统性能,成为目前永磁同步电机控制领域的研究重点。其中,模型预测控制算法简单有效且能够实现多目标、多约束协同控制,得到了广泛关注。在模型预测控制中模型的选择至关重要,为增强电流环控制效果,提高永磁同步电机的整体性能,本文采用永磁同步电机LQR模型,在有限控制集模型预测电流控制算法的基础上做出改进,研究内容主要包括以下几个方面:(1)基于永磁同步电机的结构特点和LQR模型的基本原理,建立了在两相旋转坐标系下基于LQR模型的永磁同步电机数学模型。在传统模型预测电流控制基本原理的基础上,改进延时补偿方式,为后文的研究提供理论支撑。(2)提出了基于新型代价函数的模型预测电流控制方法来提高电流预测精度,改善电流波动较大的问题,提升电机系统稳态性能。文中分别分析了代价函数中q轴权重系数和实际稳态电流误差对系统性能指标带来的影响,基于粒子群优化q轴电流跟踪成本项的权重系数,考虑电流实际稳态误差,设计了基于LQR模型的新型代价函数。最后,仿真和实验结果都表明了该方法能够有效减小电流和转速稳态误差。(3)随后,针对模型预测电流控制效果对电机模型精确度的依赖性较强问题,结合参数辨识与扰动估计两种方式,提升永磁同步电机LQR模型的适配度,进而增强系统鲁棒性。首先分别从参数敏感性和电机参数失配两个方面进行了理论和仿真分析。其次,进行了参数辨识与扰动估计相结合的LQR模型设计。最后,仿真和实验证明所提出的方案能够削弱模型失配带来的性能下降,可以切实地提升系统抗负载扰动性能。(4)在以上基础上进行拓展,设计了基于预测反演的多矢量LQR模型预测电流控制算法,有效解决了在模型预测电流控制应用于电机时电流谐波较大的问题,进一步地提升电流环性能。依次阐述了在模型预测电流控制中实现电压矢量的大小可调、方向可变的方法,并在理论分析的基础上,提出以预测反演的方法简化算法流程的思路。后续的仿真和实验结果都表明该方法在降低算法复杂度的同时,能够有效抑制电流谐波。

关键词：永磁同步电机模型预测电流控制多矢量代价函数优化 LQR模型

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一种基于模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略

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电机与控制应用 2021年第5期48卷 1-6页

作者：杜承东聂子玲李忠瑞海装驻上海地区第二军事代表室上海200129 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033

针对传统直接转矩控制(DTC)方法中电压矢量切换时间不固定以及电压矢量切换点受限于滞环宽度等问题,将模型预测控制(MPC)应用于永磁同步电机(PMSM)DTC系统,提出了一种优化的电压矢量预测选择方法。一方面,将预测的定子磁链和电磁转矩送... 详细信息

针对传统直接转矩控制(DTC)方法中电压矢量切换时间不固定以及电压矢量切换点受限于滞环宽度等问题,将模型预测控制(MPC)应用于永磁同步电机(PMSM)DTC系统,提出了一种优化的电压矢量预测选择方法。一方面,将预测的定子磁链和电磁转矩送入相应的滞环控制器,从电压矢量有限集中选择合适的电压矢量以确保预测的磁链和转矩分别在各自的滞环内;另一方面,引入代价函数和优化策略,选择不同情况下相应的最优电压矢量,且可以同时考虑电流保护等额外的控制目标。在一台凸极PMSM驱动平台上对所提出的控制策略进行了试验验证。试验结果表明,所提出的控制策略能够有效地将转矩控制在滞环内,验证了该策略的有效性。

关键词：永磁同步电机直接转矩控制模型预测控制滞环控制器代价函数优化

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