基于自适应MPC的无人驾驶车辆轨迹跟踪控制

根据自适应模型预测控制相关原理,设计一种无人驾驶车辆的轨迹跟踪控制策略.基于车辆动力学模型,建立轨迹跟踪控制器,并设计目标函数与相关约束,利用自适应MPC(model predictive control)控制算法对其进行求解.在每一个控制时刻工作点,不断更新卡尔曼状态估计器相关增益系数矩阵以及控制器的状态来适应无人驾驶车辆当前的工作环境,以此补偿车辆的非线性以及状态测量噪声带来的影响.在MATLAB中搭建仿真模型并进行仿真验证,得出自适应MPC对于无人驾驶车辆的轨迹跟踪拥有较好的控制精度与鲁棒性,验证了该算法应用在轨迹跟踪控制层的有效性,为轨迹跟踪控制的研究提供了参考.     

基于遗传监督的受限预测控制及其在热工控制中的应用

将普通的预测控制优化方法与遗传算法的优化方法有机地融合起来,用遗传算法来监督整个优化过程.当由普通广义预测控制GPC所计算出的控制作用能满足受限条件时,就直接采用所算出的控制作用;当由普通GPC获得的控制作用突破受限条件时,直接启动遗传优化算法,在约束范围内搜索控制作用的最优解.通过计算实例并与其他已有控制算法进行了详细的比较,其结果表明本文所提出的基于遗传监督的受限预测控制算法在控制系统品质、算法复杂性及实时性方面均具有明显的优点.     

基于小波基的SVM多气体融合

为了提高气体传感器在多气体环境下的检测灵敏度,基于小波对偶框架和支持向量核函数的条件,提出了一种支持向量小波核函数.该核函数具备小波的多尺度插值特性和稀疏变化特性,提高了模型的精度和迭代的收敛速度,适用于信号的局部分析、信噪分离和突变信号的检测,从而能在提高支持向量机(SVM:Support Vector Machine)泛化能力的同时,提高辨识效果,减少计算量.基于该核函数和正则化理论提出的最小二乘小波支持向量机用于非线性系统辨识,对sin c函数的逼近.该小波核得到的绝对误差不超过0.004;在多气体分析中,比RBF(Radial Base Function)核所得的偏差小18.3%.这些表明SVM小波核具有更好的泛化能力.     

一种改进的小波变换基音检测算法

为了克服目前诸多基音频率检测算法精度低、复杂度高和鲁棒性差的缺点,提出一种利用小波变换结合线性预测的去噪方法,并通过自相关函数和平均幅度差函数的线性组合得到基音频率,实验验证,该方法性能明显优于自相关函数法和平均幅度差函数法,减少了倍频及半频的误差提取,提高基音频率的提取精度,同时在低信噪比的情况下,仍能精确提取出基音频率。     

大时滞系统全参数自适应预测控制策略

针对大时滞系统纯滞后时间长、参数时变的特点,提出一种基于改进的粒子群优化的自适应预测控制算法.利用改进的粒子群优化算法对时变大时滞系统模型的全部参数进行辨识,从而克服预测模型失配对系统控制性能的影响,并且将粒子群优化算法用于预测控制滚动寻优,有效解决系统存在约束条件下的最优值求解问题.仿真结果验证所提方法的有效性和优越性.     

带扰动时变系统显式模型预测控制算法

针对模型预测控制滚动优化计算量大,很难用于对实时性要求比较高的工业生产过程,提出了带约束和扰动的时变系统显式模型预测控制算法。该方法利用离线与在线结合,离线时对带约束和扰动的时变系统的可行域进行区域划分,并得到每个区域对应的代价函数与控制率的显式函数关系式,在线时通过查表确定当前时刻状态所在区域即可得到相应的控制率,大大减少了在线计算量,提高了实时性。对算法进行仿真实验,证明了算法的可行性与稳定性。     

基于模糊分形脉冲反褶积的探地雷达信号处理

为了提高探地雷达的分辨率,降低雷达探测过程中衰减、频散及其他干扰所造成的影响,提出了基于模糊分形脉冲反褶积应用于探地雷达信号的后处理,用分形特征取代反褶积中对反射系数功率谱为白噪的假设,并给出了具体的实现步骤;为了验证该方法的合理性,以直径为100mm的PVC塑料管为标定物,设计了将标定物以不同深度和不同间距埋置在沙体中的模型试验。理论分析和试验结果表明：基于模糊分形脉冲反褶积的原理处理雷达信号,对于降低噪声干扰和提高分辨率有着一定的优势,可作为雷达信号处理方法一种很好的补充。     

基于特征向量子空间距离的MPC控制器性能诊断

针对当前MPC控制器性能评价方法无法定位性能下降源的问题,提出一种基于子空间距离聚类的控制器性能诊断新方法.新方法引入特征向量子空间描述各性能类别的特征,建立子空间距离来度量当前实时数据和已知类别数据的相似性,以距离为度量函数确定监控数据对应的类别,定位引起MPC控制器性能下降的原因.在Wood.Berry塔上的仿真结果验证了新方法的有效性.     

用DCS的算法模块组合实现广义预测控制算法的设计方法及仿真验证

本文提出一种在较复杂对象的情况下如何只采用DCS的算法模块就能组合实现广义预测控制算法的设计方法及其参数的整定方法。为了表明所提出的这种用DCS层组态控制软件模块实现模型预测控制算法的方法的有效性,以非最小相位过程和具有再循环和纯迟延的复杂过程两类复杂对象为例进行了仿真研究,仿真测试表明提出的控制算法可提供类似于广义预测控制的控制性能。     

中度混合动力汽车模型预测控制策略

基于车载导航系统(GPS/GIS)建立汽车未来一段行驶路线上的汽车运行状态模型,将模型预测控制与动态规划相结合,提出了中度混合动力汽车实时在线滚动优化控制策略;并就如何减少动态规划计算量及系统变量离散化问题进行了研究;建立了中度混合动力汽车燃油经济性预测控制仿真模型,采用C语言与MTALAB\Simulink进行联合仿真,验证了所设计的模型预测控制算法可以满足实时控制的要求,且采用该预测控制策略的中度混合动力汽车具有显著的节油效果。