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Virtual Reality-based Teleoperation with Robustness Against Modeling Errors 认领 引用 被引量：5
1
作者 蒋再男 刘宏 +1 位作者 王捷 黄剑斌 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS 2009年第3期325-333,共9页
This article investigates virtual reality (VR)-based teleoperation with robustness against modeling errors. VR technology is an effective way to overcome the large time delay during space robot teleoperation. However,... This article investigates virtual reality (VR)-based teleoperation with robustness against modeling errors. VR technology is an effective way to overcome the large time delay during space robot teleoperation. However, it depends highly on the accuracy of model. Model errors between the virtual and real environment exist inevitably. The existing way to deal with the problem is by means of either model matching or robot compliance control. As distinct from the existing methods, this article tries to combine m... 展开更多
关键词 space robot teleoperation virtual reality model error visual recognition compliance control
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轮足式动力切换四足机器人建模及其足端轨迹规划 认领 引用 被引量：1
2
作者 陈明方 胡新坤 +3 位作者 张永霞 成之煜 徐亮 方旗 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期33-42,共10页
基于行星系齿轮,设计了一种适应能力强、动力可切换型轮足机器人腿部结构。引入优化后的修正摆线轨迹规划与轮足切换足端轨迹规划,在不同方向上的位置、速度和加速度曲线均连续、平滑、无突变,满足机器人控制要求。基于虚拟模型控制方法... 基于行星系齿轮,设计了一种适应能力强、动力可切换型轮足机器人腿部结构。引入优化后的修正摆线轨迹规划与轮足切换足端轨迹规划,在不同方向上的位置、速度和加速度曲线均连续、平滑、无突变,满足机器人控制要求。基于虚拟模型控制方法,通过WEBOTS平台仿真与单腿实物样机实验,得出摆线轨迹偏差集中于摆动相终点位置和抬腿最高点处,分别为20和5 mm;机构重复定位最大偏差为4 mm,仅为其足端零部件半径(18 mm)的22.2%;轮足切换足端轨迹在X方向的平均误差约为2.4 mm,在Y方向的平均误差为1.26 mm,可完成姿态切换任务。研究成果为轮足式复合机器人设计提供了较好的指导。 展开更多
关键词 轮足式机器人 动力切换 轨迹规划 虚拟模型控制
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含虚拟惯性控制环节的孤岛微电网时滞相关频率稳定性分析 认领 引用 被引量：2
3
作者 王炜 梁津铭 曾红兵 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期149-158,共10页
本文研究孤岛微电网系统的时滞相关频率稳定性问题.首先引入虚拟惯性控制环节对可再生能源高渗透导致的系统惯性不足进行补偿,然后利用模型重构技术构建了孤岛微电网时滞相关负荷频率控制系统的数学模型,在此基础上,构造包含更多时滞信... 本文研究孤岛微电网系统的时滞相关频率稳定性问题.首先引入虚拟惯性控制环节对可再生能源高渗透导致的系统惯性不足进行补偿,然后利用模型重构技术构建了孤岛微电网时滞相关负荷频率控制系统的数学模型,在此基础上,构造包含更多时滞信息且充分融合模型重构技术的Lyapunov-Krasovskii泛函并利用广义自由权矩阵积分不等式和二次函数不等式的线性化条件来处理泛函导数,从而得到基于线性矩阵不等式的时滞相关稳定性判据.最后,通过仿真实验和数据分析表明本文所提方法有着更低的保守性,并且验证了引入虚拟惯性控制环节能有效地提升孤岛微电网的动态性能. 展开更多
关键词 时滞 孤岛微电网 频率控制 Lyapunov-Krasovskii泛函 虚拟惯性控制 模型重构技术
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基于物理-数据驱动的轮腿运输机器人运动控制 认领 引用
4
作者 李杰 郑允昊 +1 位作者 郦骏楠 宋伟森 《现代制造工程》 北大核心 2026年第4期37-44,共8页
运输易燃固体粉末或特殊液体时,由于其流动性,被运输物资会发生摩擦生热、静电积聚及自发分解等现象,可能引发火情或爆炸等危险情况,故运输工具需要具备稳定的姿态保持能力,同时具有一定的越野性能。基于此,设计一种新型串联式六轮腿运... 运输易燃固体粉末或特殊液体时,由于其流动性,被运输物资会发生摩擦生热、静电积聚及自发分解等现象,可能引发火情或爆炸等危险情况,故运输工具需要具备稳定的姿态保持能力,同时具有一定的越野性能。基于此,设计一种新型串联式六轮腿运输机器人,并基于分层控制理论,构建一种拥有腿部扭矩控制器、轮胎转速控制器和TensorFlow腿部角度控制器的控制框架。腿部扭矩控制器基于虚拟模型控制(Virtual Model Control,VMC)算法控制机器人侧倾角、俯仰角和Z方向位移,使其拥有较高的姿态保持能力;轮胎转速控制器利用差速轮运动模型控制横摆角、X和Y方向位移,使其有灵活的转弯性能并减少横向力冲击;引入TensorFlow神经网络框架,依据不同高度的障碍物来控制腿部各个关节角度。对模型进行联合仿真,以验证斜坡工况和台阶工况的效果。结果表明,控制算法能使机器人在斜坡工况中有优秀的姿态保持能力,位置跟踪偏差率均小于5%,姿态角的偏差率均小于3%,相比未引入神经网络的情况,引入神经网络后,机器人可翻越障碍物的高度大幅提升,同时在越障过程中的稳定性更高。 展开更多
关键词 轮腿运输机器人 虚拟模型控制 差速轮运动模型 PID控制 姿态控制 TensorFlow神经网络
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面向虚拟编组的高速列车鲁棒模型预测控制 认领 引用
5
作者 付雅婷 周坤 李中奇 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第7期3110-3122,共13页
为满足高速铁路日益增长的运输需求,提升高速铁路路网整体运输效率,聚焦虚拟编组运行模式高速列车的安全高效控制问题,以CRH380A型高速列车为研究对象,提出一种覆盖出站编组到解编进站全阶段的高速列车虚拟编组运行模式。为确保高速列... 为满足高速铁路日益增长的运输需求,提升高速铁路路网整体运输效率,聚焦虚拟编组运行模式高速列车的安全高效控制问题,以CRH380A型高速列车为研究对象,提出一种覆盖出站编组到解编进站全阶段的高速列车虚拟编组运行模式。为确保高速列车遵循既定模式运行,考虑列车在行驶过程中的非线性运行阻力、车厢间的相互作用力和外部未知扰动等因素,建立多列车的多质点动力学模型。据此,结合高速列车运行过程中的速度限制、运行间距限制和控制量限制等约束,设计优化运行目标函数,进而提出基于分层架构的鲁棒模型预测控制方法。求解层采用二次规划策略实时生成列车群组运行最优参考轨迹,控制层通过鲁棒模型预测控制器计算获得最优控制力,实现群组列车在虚拟编组新模式下的协同运行。仿真结果表明,相较于传统模型预测控制,在面对相同外界干扰时,所设计方法在列车速度跟踪误差、加速度波动范围、控制力输出方面均表现更优,列车的速度跟踪精度最高提升了47%,运行时的最大加速度最多降低了16.8%,控制力的变化幅度更小,证明该方法具备良好的抗干扰性与鲁棒性。同时,在面对突发干扰时,所提出的方法缩短了虚拟编组列车完成编组的时间,在紧急制动情况下也具有更好的稳定性。研究结果为进一步保障高速列车运行安全和提高高速铁路路网运输效率提供了参考。 展开更多
关键词 虚拟编组 分层控制 模型预测 鲁棒性 高速列车协同运行
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基于虚拟仿真平台的水环境及水下机器人建模研究综述 认领 引用 被引量：1
6
作者 周焕银 李文涛 +1 位作者 刘怡佳 黄佳豪 《计算机工程与应用》 EI CSCD 北大核心 2026年第14期1-16,共16页
面对复杂多变的水下环境、高昂的实物测试成本及潜在的安全风险,水下机器人的研发与验证面临严峻挑战。虚拟仿真平台通过计算机模拟水下环境与水下机器人模型,在接近真实条件下对水下机器人整体性能的高效验证与优化,显著降低了研发成... 面对复杂多变的水下环境、高昂的实物测试成本及潜在的安全风险,水下机器人的研发与验证面临严峻挑战。虚拟仿真平台通过计算机模拟水下环境与水下机器人模型,在接近真实条件下对水下机器人整体性能的高效验证与优化,显著降低了研发成本和风险。在阐述当前主流水下机器人虚拟仿真平台的功能特性与集成机制的基础上,深入分析了水动力学、水下光照、三维地形与障碍物等水下环境建模技术,并探讨了水下机器人模型构建、运动控制算法、路径规划与避障等方面的研究进展。分析了水环境与水下机器人建模的协同仿真机制,该机制通过高度集成的闭环架构与实时双向数据流,实现了水下机器人运动与环境之间的高保真物理交互;总结了现有虚拟仿真平台面临的主要问题,指出水下机器人虚拟仿真正朝着高保真、通用化和协同化方向发展,为水下机器人研发与应用提供更坚实的基础。 展开更多
关键词 水下机器人 虚拟仿真平台 水下环境建模 运动控制 路径规划
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面向长大下坡路况的虚拟编组重载列车分层控制研究 认领 引用 被引量：1
7
作者 魏文军 王洁 +1 位作者 刘艳浩 周仲成 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第4期1612-1624,共13页
为解决考虑非线性阻力的重载列车在长大下坡路况下面临的群组控制问题,利用线性二次优化、扩展卡尔曼滤波和预估迭代模型预测控制设计一种分层控制策略。首先,该方法针对虚拟编组重载列车的群组控制需求,将基本阻力、附加阻力和空气制... 为解决考虑非线性阻力的重载列车在长大下坡路况下面临的群组控制问题,利用线性二次优化、扩展卡尔曼滤波和预估迭代模型预测控制设计一种分层控制策略。首先,该方法针对虚拟编组重载列车的群组控制需求,将基本阻力、附加阻力和空气制动力视为列车总扰动,对包含非线性项的总扰动的列车动力学模型建模;其次,分层控制上层采用线性二次优化模型,通过优化协调进行全局轨迹规划,计算虚拟编组重载列车在长大下坡安全约束下的最优参考轨迹;下层采用基于扩展卡尔曼滤波的预估迭代模型预测控制,利用扩展卡尔曼滤波解决测量噪声对虚拟编组控制稳定性的影响,通过预估迭代模型预测控制解决最优约束下的非线性控制,先利用预估迭代求解模型非线性项,再通过优化求解运行轨迹,实现跟踪上层参考曲线,有效控制重载列车在长大下坡路况群组间距,防止列车冲撞,提升重载铁路运力。最后,通过与自适应控制、鲁棒模型预测控制和传统模型预测控制对比,仿真结果表明,所提出的方法对长大下坡路况下群组间距实现有效控制,速度控制精度分别提高约23.9%、33.4%和45.1%,在位置控制精度上提高约26.6%、29.1%和33.6%。实验验证了分层控制策略的有效性,并证明了基于扩展卡尔曼滤波的预估迭代模型预测控制在复杂场景下的鲁棒性和准确性,为虚拟编组重载列车在长大下坡路况下的安全运行提供了有效解决方案。 展开更多
关键词 虚拟编组 重载列车 预估迭代 模型预测控制 扩展卡尔曼滤波
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基于虚拟信号注入的永磁同步电机增量式模型预测电流控制MTPA研究 认领 引用
8
作者 李耀华 郭伟超 +4 位作者 王钦政 种国臣 王自臣 高赛 吴步昊 《电机与控制应用》 2026年第7期688-699,共12页
【目的】为了降低永磁同步电机(PMSM)最大转矩电流比控制(MTPA)对电机参数的依赖,本文建立基于虚拟信号注入的永磁同步电机增量式模型预测电流控制MTPA,并采用模型参考自适应系统(MRAS)实现参数辨识,提高参数鲁棒性。【方法】采用传统... 【目的】为了降低永磁同步电机(PMSM)最大转矩电流比控制(MTPA)对电机参数的依赖,本文建立基于虚拟信号注入的永磁同步电机增量式模型预测电流控制MTPA,并采用模型参考自适应系统(MRAS)实现参数辨识,提高参数鲁棒性。【方法】采用传统公式法实现MTPA,其需要定子dq轴电感和转子磁链3个参数,但这3个参数失配对MTPA计算结果影响均较大。建立永磁同步电机增量式模型预测电流控制系统,其需要定子dq轴电感和定子电阻3个参数,其中定子电阻参数失配影响较小。采用虚拟注入法实现MTPA,其需要定子d轴电感和定子电阻2个参数,其中定子d轴电感影响较大,定子电阻失配影响较小。综上,建立基于虚拟信号注入的永磁同步电机增量式模型预测电流控制MTPA,并采用模型参考自适应系统对定子dq轴电感进行辨识,将辨识参数用于增量式模型预测电流控制和虚拟信号注入法MTPA,以提高参数鲁棒性。基于Matlab/Simulink建立仿真模型,对上述方法进行仿真分析。【结果】基于虚拟信号注入法MTPA的增量式模型预测电流控制采用MRAS仅需辨识dq轴电感这2个参数。采用MRAS参数辨识,在参数匹配和失配情况下,虚拟信号注入法MTPA计算得到的电流矢量角βMTPA误差较小,定子电阻参数失配影响较小。【结论】虚拟信号注入法MTPA仅需定子d轴电感和定子电阻这两个参数,参数依赖性小,且定子电阻失配影响较小。基于虚拟信号注入的永磁同步电机增量式模型预测电流控制MTPA仅需辨识dq轴电感。采用MRAS辨识参数的虚拟信号注入法MTPA的误差较小,提升了参数鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测电流控制 参数辨识 虚拟信号注入 模型参考自适应系统
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基于模型预测的光伏虚拟同步机无功电压快速控制方法 认领 引用
9
作者 吕建国 周袁琼 +3 位作者 武鹏涛 谢群 徐智强 胡艺 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期76-83,共8页
为进一步解决高渗透光伏场站并网带来的电压波动及越限问题,提出一种基于模型预测的光伏虚拟同步机(VSG)无功电压快速控制方法。首先,根据虚拟同步机的无功-电压特性,建立基于VSG的无功-电压控制的动态模型。然后,根据动态模型建立基于... 为进一步解决高渗透光伏场站并网带来的电压波动及越限问题,提出一种基于模型预测的光伏虚拟同步机(VSG)无功电压快速控制方法。首先,根据虚拟同步机的无功-电压特性,建立基于VSG的无功-电压控制的动态模型。然后,根据动态模型建立基于模型预测的离散式无功-电压状态空间增量方程,考虑未来一段时间的系统并网电压差值来预测所需无功功率序列,并通过滚动优化和反馈校正不断更新并跟踪使得未来并网电压输出与参考轨迹偏差值最小,从而实现光伏VSG系统的无功电压快速控制。此外,分析该模型的闭环系统稳定性,计算特征值得到合适的权重系数,使系统满足收敛性。最后,搭建光伏场站接入两区域输电网的仿真模型,验证所提控制方法的正确性及有效性。 展开更多
关键词 无功 电压控制 模型预测控制 滚动优化 反馈校正 虚拟同步机 光伏场站
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基于无源控制的构网型换流器控制策略 认领 引用
10
作者 聂永辉 李中杨 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2026年第1期1-9,共9页
【目的】在“双碳”目标推动下,高比例新能源并网导致系统惯量和阻尼特性削弱,严重威胁了电网稳定性。构网型虚拟同步机控制技术虽然能够主动为电网提供惯量支撑,但新能源系统复杂非线性特点使传统VSG控制在非理想工况下面临着角频率和... 【目的】在“双碳”目标推动下,高比例新能源并网导致系统惯量和阻尼特性削弱,严重威胁了电网稳定性。构网型虚拟同步机控制技术虽然能够主动为电网提供惯量支撑,但新能源系统复杂非线性特点使传统VSG控制在非理想工况下面临着角频率和输出电压失稳的风险,传统方法控制效果不理想。针对这一问题,提出一种基于无源控制的构网型换流器控制策略,突破传统线性控制方法的局限,提高系统动态响应性能、抗干扰能力和鲁棒性。【方法】采用非线性控制设计框架,根据VSG控制原理模拟同步发电机转子运动方程,实现有功频率调节,同时模拟励磁系统实现无功电压控制,建立了包含构网型控制的哈密顿系统模型。基于无源控制理论的核心思想,对建立的哈密顿模型进行数学变换,将其转化为具有端口特性的耗散哈密顿标准形式,该模型具备天然的稳定分析优势,可为控制器设计提供理论基础。同时,根据系统稳定运行需求,设定期望的工作平衡点。为加速系统能量向期望平衡点的耗散,有效抑制振荡并加快收敛速度,注入阻尼项,最终推导得到适用于构网型换流器的有功和无功控制律,实现非线性系统的全局渐进稳定。【结果】仿真测试结果表明,在功率变化、电网电压不平衡、短路故障以及负荷变化的非理想条件下,基于无源控制的构网型换流器控制策略在系统角频率的稳定性方面显著优于传统VSG控制,频率波动幅度明显变小,恢复至期望值的时间大幅缩短。输出电压的超调量降低,调节过程更为平滑,电压恢复稳定的速度更快,有效增强了电压稳定性。【结论】本文提出的基于无源控制理论的构网型换流器并网稳定控制策略,通过将无源控制理论引入到VSG控制设计中,建立了基于耗散哈密顿模型的非线性设计框架。本文设计了基于能量整型和阻尼注入的控制策略,所推导的控制律具有强鲁棒性,无需依赖精确系统模型即可适应复杂运行条件,有效解决了传统VSG控制在面对系统非线性特性时稳定性不足、动态响应慢的缺陷,突破了线性控制参数固化的局限性,为新能源并网系统提供了抗干扰能力强、动态响应快的控制策略,能够支撑新型电力系统稳定运行。 展开更多
关键词 非理想条件 构网型控制 虚拟同步控制 无源控制 哈密顿模型 换流器 系统稳定性 控制策略
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基于传统空气制动的重载虚拟编组列车协同控制方法 认领 引用
11
作者 宋宗莹 张韦 +1 位作者 王兴中 张辰东 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期116-131,共16页
针对传统空气制动系统架构下,长大编组重载列车存在纵向冲动过大、编组不灵活等控制问题,提出一种基于虚拟编组技术与鲁棒约束的管状模型预测控制(Tube Model Predictive Control,Tube-MPC)方法.该方法采用小编组运行模式,根据运营需求... 针对传统空气制动系统架构下,长大编组重载列车存在纵向冲动过大、编组不灵活等控制问题,提出一种基于虚拟编组技术与鲁棒约束的管状模型预测控制(Tube Model Predictive Control,Tube-MPC)方法.该方法采用小编组运行模式,根据运营需求将长大编组重载列车解编为多个独立列车单元,以提升列车运营效率与灵活性,并降低单列车内部的纵向冲动.首先,综合考虑电制动力、空气制动力、车钩力及运行阻力等因素,构建重载虚拟编组列车(Heavy-Haul Virtually Coupled Train Set,HHVCTS)多质点动力学模型,并进行模型离散化处理;其次,基于该动力学模型构建多目标代价函数,兼顾速度跟踪精度、车钩力抑制效果、能效与系统稳定性,并将速度限制、车钩力安全限值及执行器物理特性等约束条件纳入整体优化框架;再次,采用Tube-MPC方法,为HHVCTS中各列车单元的机车设计协同控制策略,通过创建终端控制器与终端约束集,推导控制器稳定的充分条件,证明所提控制算法的可行性与稳定性;最后,在平缓坡道和长大下坡两种典型运行场景下开展仿真验证.研究结果表明:所提协同控制策略可保持各单元列车间距的平稳性;系统平均最大速度误差与间距误差分别收敛至0.44 m/s与0.66 m,可实现对目标速度曲线的高精度跟踪;在加减速及长大下坡工况下,最大车钩力峰值约为330.4 kN,仅为安全约束限值的22%.量化结果验证了该方法在满足严格追踪误差约束的同时,可有效保证系统的鲁棒稳定性,能够为重载虚拟编组技术的工程化应用提供理论支撑与算法储备. 展开更多
关键词 重载列车 虚拟编组 传统空气制动 模型预测控制 Tube方法
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基于电-氢混合储能的综合能源系统直流母线电压虚拟惯性控制策略 认领 引用
12
作者 薛晟 代林昊 李锦键 《发电技术》 CSCD 2026年第3期594-604,共11页
【目的】可再生能源出力波动和负荷频繁投切可能引起储能系统功率流动方向频繁变化,影响母线电压稳定和系统动态响应性能,为此,提出了一种基于电-氢混合储能的综合能源系统直流母线电压虚拟惯性控制策略。【方法】在电压外环引入虚拟惯... 【目的】可再生能源出力波动和负荷频繁投切可能引起储能系统功率流动方向频繁变化,影响母线电压稳定和系统动态响应性能,为此,提出了一种基于电-氢混合储能的综合能源系统直流母线电压虚拟惯性控制策略。【方法】在电压外环引入虚拟惯性控制,电流内环引入模型预测控制,并结合虚拟惯性参数与电压变化率,建立电压与虚拟电容间的调整关系。在此基础上,设计了适用于电-氢混合储能系统的功率协调控制方法,并对比了不同储能装置的应用经济性。利用MATLAB/Simulink建立仿真模型,验证了所提策略的有效性。【结果】采用所提策略可使电压波动范围降至2.2%,保证了电-氢混合储能系统高效协同运行,提高了储氢罐安全性。与单一锂电池储能、锂电池与超级电容混合储能方案相比,电-氢混合储能方案成本分别降低了10.55%和3.45%。【结论】所提策略有效解决了负荷功率波动所引发的母线电压波动问题,增强了系统的动态响应能力,有利于园区综合能源系统的稳定运行。 展开更多
关键词 新能源 储能 电力系统 综合能源系统 模型预测控制 虚拟惯性控制
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考虑荷电状态的权重自适应MPC-VSG频率控制策略 认领 引用
13
作者 陶玉昆 朱用梁 +3 位作者 和萍 杨飞飞 刘欣妍 邵晶晶 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2026年第5期119-130,共12页
电池储能系统(battery energy storage system, BESS)采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制是提升孤岛微电网频率稳定性的有效手段。利用模型预测控制(model predictive control, MPC)对传统VSG进行改进能够有... 电池储能系统(battery energy storage system, BESS)采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制是提升孤岛微电网频率稳定性的有效手段。利用模型预测控制(model predictive control, MPC)对传统VSG进行改进能够有效增强其对电网频率波动的抑制能力,但传统MPC-VSG未考虑荷电状态实时变化对BESS调频能力的影响。针对上述问题,提出一种动态权重自适应MPC-VSG频率控制策略。首先,根据VSG状态空间方程建立了VSG的预测模型。为兼顾BESS运行安全与系统频率的双向支撑能力,引入荷电状态(state of charge, SOC)和系统频率偏移对MPC代价函数的权重系数进行自适应调整。其次,自适应规则依据BESS实际充放电能力对SOC进行区间划分,并利用S型函数在相邻区间之间构建光滑过渡带,以提升控制的连续性与稳定性。最后,仿真结果表明,所提方法在改善孤岛微电网频率动态特性的同时还有效解决了电池过充或过放问题。 展开更多
关键词 电池储能系统 虚拟同步发电机 自适应模型预测控制 微电网 荷电状态
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基于混合预测控制的MMC控制策略 认领 引用
14
作者 王金玉 陈京明 肖雯心 《化工自动化及仪表》 CAS 2026年第4期525-530,636,共6页
针对模块化多电平换流器(MMC)传统比例积分(PI)双闭环控制动态性能差、参数整定困难以及模型预测控制(MPC)计算负担重等问题,提出一种基于混合预测控制的MMC控制策略。首先,采用改进的模型预测控制替代传统内环PI控制,简化了dq旋转坐标... 针对模块化多电平换流器(MMC)传统比例积分(PI)双闭环控制动态性能差、参数整定困难以及模型预测控制(MPC)计算负担重等问题,提出一种基于混合预测控制的MMC控制策略。首先,采用改进的模型预测控制替代传统内环PI控制,简化了dq旋转坐标系下的多个PI控制环节,无需权重因子与遍历所有开关状态,且仅预测并网电流,显著降低了计算量并提高了系统动态响应性能。其次,通过将MPC与准比例积分谐振-虚拟阻抗(PIR-VI)环流抑制器相结合,实现对桥臂环流中二倍频及偶次高倍频谐波的有效抑制。最后,通过在Matlab/Simulink平台上搭建MMC系统模型,验证了所提方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 模型预测控制 PIR控制器 虚拟阻抗
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基于虚拟观测和非线性模型预测控制的地面测试气液分离控制系统研究 认领 引用
15
作者 谢奎 《石油化工自动化》 CAS 2026年第2期19-24,105,共6页
针对天然气井地面测试作业中现有技术方案的局限性,指出人工控制气液分离器存在的不足,研究了基于虚拟观测和非线性模型预测控制的地面测试气液分离控制系统。介绍了重力式气液分离器数学模型,探讨了基于卡尔曼滤波的虚拟观测方法,并在... 针对天然气井地面测试作业中现有技术方案的局限性,指出人工控制气液分离器存在的不足,研究了基于虚拟观测和非线性模型预测控制的地面测试气液分离控制系统。介绍了重力式气液分离器数学模型,探讨了基于卡尔曼滤波的虚拟观测方法,并在此基础上采用非线性模型预测控制方法,实现气液分离器的智能控制。测试结果表明,该气液分离控制系统对气液分离器有较好的控制效果。 展开更多
关键词 地面测试 气液分离器 虚拟观测 非线性模型预测控制
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基于占空比调制的双三相永磁同步电机无模型预测控制 认领 引用
16
作者 张晓军 闫亮 +2 位作者 司徒安祺 康敏 杨家强 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第5期138-151,共14页
为了解决传统双三相永磁同步电机(dual three-phase permanent magnet synchronous motor,DTP-PMSM)采用基于虚拟电压矢量的模型预测控制时,存在谐波电流大、鲁棒性差的问题,提出一种基于占空比调制的DTP-PMSM无模型预测控制方法。首先... 为了解决传统双三相永磁同步电机(dual three-phase permanent magnet synchronous motor,DTP-PMSM)采用基于虚拟电压矢量的模型预测控制时,存在谐波电流大、鲁棒性差的问题,提出一种基于占空比调制的DTP-PMSM无模型预测控制方法。首先,针对DTP-PMSM预测控制性能易受电机参数影响的问题,构建基于扩张状态观测器超局部模型。其次,为了减小谐波电流,根据伏秒平衡原理,选择邻近的3个大矢量合成虚拟电压矢量来作为候选电压矢量集。同时,为了抑制转矩脉动并减小计算量,根据无差拍原理获得最优电压矢量的扇区,通过价值函数求解最优电压矢量的占空比和作用时间,并通过PWM开关序列优化,解决虚拟电压矢量合成时存在状态冲突的问题。最后,在搭建的双三相永磁同步电机实验平台对所提方法的有效性进行验证。实验结果表明,与传统模型预测控制相比,所提方法能大幅减小谐波电流,并具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步电机 无模型预测控制 虚拟电压矢量 平均值陷阱 占空比调制
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煤矿掘进机路径跟踪控制与虚拟调试方法 认领 引用
17
作者 张旭辉 田思昊 +2 位作者 雷孟宇 张超 王泽尧 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2026年第4期703-717,共15页
煤矿井下悬臂式掘进机路径跟踪控制现场调试周期长、安全风险高、成本不可控,且现有虚拟调试方法又存在模型失配缺乏有效校正、碰撞约束未嵌入控制闭环、虚实交互数据链路匹配性差等问题,为此,提出一种融合模型失配自适应校正与碰撞预... 煤矿井下悬臂式掘进机路径跟踪控制现场调试周期长、安全风险高、成本不可控,且现有虚拟调试方法又存在模型失配缺乏有效校正、碰撞约束未嵌入控制闭环、虚实交互数据链路匹配性差等问题,为此,提出一种融合模型失配自适应校正与碰撞预警嵌入式控制的路径跟踪控制及虚拟调试方法。基于Simulink与Unity 3D平台构建高保真实虚交互闭环系统,通过UDP协议实现控制指令与设备状态数据的低时延双向交互;基于李雅普诺夫稳定性理论的自适应修正律,在线校正等效机身宽度、转动惯量等关键参数,补偿履带滑移与摩擦系数突变引发的模型适配问题,构建带模型失配校正的模型预测控制(MPC)控制器;引入包围盒碰撞预警机制,将碰撞安全约束嵌入控制闭环,保障狭小巷道作业安全。结果表明:曲线路径X/Y向跟踪误差分别小于0.3,0.07 m,直线路径X/Y向跟踪误差分别小于0.08,0.01 m,能有效抑制参数摄动引发的误差累积,显著提升系统鲁棒性。该研究方案可替代传统现场调试,为井下掘进机运动控制的高效、低风险调试提供可靠的解决方案。 展开更多
关键词 虚拟调试 路径跟踪 掘进机 模型失配校正 模型预测控制
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基于最优功率补偿和惯量阻尼自适应的虚拟同步机综合控制策略 认领 引用 被引量：3
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作者 凌果 何山 +1 位作者 樊小朝 徐立军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期134-145,共12页
为改善可再生能源并网逆变器在多运行模式(并网模式和孤岛模式)下的动态响应能力,提出一种基于最优功率补偿和惯量阻尼自适应的虚拟同步机(VSG)综合控制策略。首先,建立传统VSG数学模型,分析其虚拟参数变化对系统稳定性的影响;其次,提... 为改善可再生能源并网逆变器在多运行模式(并网模式和孤岛模式)下的动态响应能力,提出一种基于最优功率补偿和惯量阻尼自适应的虚拟同步机(VSG)综合控制策略。首先,建立传统VSG数学模型,分析其虚拟参数变化对系统稳定性的影响;其次,提出基于径向基函数(RBF)的VSG自适应方法,实现参数解耦,使得系统参数随频率的变化动态调整;然后,基于VSG有功-频率方程构建并离散化预测模型,设计以角频率偏差和VSG输出功率为性能指标的代价函数;通过二次规划计算出最优功率增量,实时调整VSG的有功参考值,从而改善暂态过程中的功频响应特性。最后,实验结果表明,所提控制策略有效抑制输出功率和频率的超调与振荡,减小频率的变化率和偏差,提升功频响应速度。 展开更多
关键词 并网逆变器 虚拟同步机 模型预测控制 RBF神经网络 二次规划 功频响应
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双三相永磁同步发电机动态虚拟电压矢量模型预测电流控制 认领 引用
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作者 许德志 黄新鑫 和阳 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2026年第3期72-82,共11页
模型预测控制具有概念直观、响应迅速和便于处理非线性约束的优点,被广泛应用于多相电机控制系统。现有的模型预测控制多采用虚拟电压矢量抑制谐波电流,减小谐波损耗。但是,虚拟电压矢量的静态特性,导致其组合缺乏灵活性,在本质上是次... 模型预测控制具有概念直观、响应迅速和便于处理非线性约束的优点,被广泛应用于多相电机控制系统。现有的模型预测控制多采用虚拟电压矢量抑制谐波电流,减小谐波损耗。但是,虚拟电压矢量的静态特性,导致其组合缺乏灵活性,在本质上是次优的。考虑到虚拟电压矢量的限制,从矢量动态选取角度出发,提出动态虚拟电压矢量模型预测电流控制(Model predictive current control,MPCC)策略,该策略通过不同阶段逐步确定合成动态虚拟电压矢量所需的最优电压矢量及最优电压矢量作用时间,在电流预测过程中在线产生动态虚拟电压矢量,能够克服虚拟电压矢量的静态特性,实现对谐波电流的有效抑制。最终,对比不同控制策略试验效果,验证了所提动态虚拟电压矢量MPCC策略的有效性和可行性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 模型预测电流控制 谐波抑制 动态虚拟电压矢量
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基于改进LADRC的虚拟同步双馈风机并网系统阻抗特性分析及次同步振荡抑制 认领 引用
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作者 刘志坚 王伟铭 +1 位作者 骆军 成诚 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2026年第7期116-123,共8页
双馈风机经串补装置并网系统在引入虚拟同步机(VSG)后,其次同步振荡机理更加复杂。对此,提出一种基于改进线性自抗扰控制(LADRC)的次同步振荡抑制策略并进行稳定性分析。基于改进LADRC设计了网侧换流器(GSC)电流内环,通过附加tanh函数... 双馈风机经串补装置并网系统在引入虚拟同步机(VSG)后,其次同步振荡机理更加复杂。对此,提出一种基于改进线性自抗扰控制(LADRC)的次同步振荡抑制策略并进行稳定性分析。基于改进LADRC设计了网侧换流器(GSC)电流内环,通过附加tanh函数滤波器的扩张状态观测器对电流扰动进行实时估计以补偿控制器与串联装置交互产生振荡的影响。在一阶LADRC推导的等效二自由度系统基础上,建立考虑VSG有功无功控制扰动的GSC序阻抗模型并对其开环特性进行分析。通过基于RT-LAB的硬件在环实验,从时域角度对所提控制策略抗干扰能力进一步验证。结果表明:扩张状态观测器增益系数的增加,能够提升对次同步振荡的抑制效果。 展开更多
关键词 风机 次同步振荡 虚拟同步机 线性自抗扰控制 阻抗建模
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