《網路化動態耦合系統中分散式模型預測控制的協同最佳化》是依託中南大學，由劉劍鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：網路化動態耦合系統中分散式模型預測控制的協同最佳化
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉劍鋒
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目基於協同控制的思想，針對一般的網路化動態耦合系統，提出一種分散式模型預測控制協同最佳化方法。將協同控制方法和分散式模型預測控制方法相結合，建立協同最佳化的分散式模型預測控制系統結構模型；研究網路化動態系統的耦合作用，尋找基於拓撲的協同李雅普諾夫函式，提出分散式模型預測控制的穩定性保證方法；從系統分解入手，尋找子系統間的耦合關係，求解子系統凸最佳化問題；建立全局最優與子系統最優的關聯，分析各子系統自身的反饋控制行為和鄰接子系統的協同控制行為，提出基於全局最優的協同控制律，得到整個系統收斂到全局最優性能指標的方法；通過構建複雜地形環境下的多機器人協同救援實驗系統，探討分散式模型預測控制協同最佳化方法的實際套用。通過本項目的研究，將為協同控制和分散式模型預測控制技術的研究和套用提供一定的理論和實踐基礎。
結題摘要
本項目從建立一種基於協同的分散式模型預測控制方法出發，從分析多智慧型體系統入手，研究了包含考慮通信時延和動態環境協調分散式控制系統框架、分散式協同控制律的穩定性分析、分散式模型預測控制求解與實時解耦合分散式協同控制律設計及多智慧型體協同系統實驗與套用等方面。原有申請書中的研究目標全部完成，並在原有的項目計畫上進行了擴展。在分散式控制系統框架的研究方面，在協同控制的分散式系統框架深度結合當前的研究熱點，如超級電容充電的研究。同時，在超級電容儲能、重載列車制動和多機器人軌跡規劃方面建立了分散式模型預測控制系統結構框架。在系統穩定性方面，針對重載組合列車的控制輸入具有飽和特性的問題，在考慮含有時變通信延的基礎上，提出基於反饋線性化的分散式協同控制律的穩定性分析方法。在最佳化求解方面根據不同的套用目標研究了包括梯度法、博弈論、極值搜尋和智慧型方法等多種求解方法來獲得全局系統最優。在全局協同控制律的設計方面，研究了分散式協同控制系統中的固定頻率的滑模電流控制、並聯充電機制和多故障診斷等多個方面的問題。受本項目支持，相關研究成果已在《IEEE Transactions on Industrial Informatics》、《計算機套用研究》等國內外知名學術刊物和IFAC、ECCE和CCC等國內外重要學術會議上發表，並參會與同行進行了深入交流。共發表論文34篇，其中SCI收錄7篇、EI收錄27篇，申請發明專利2項，培養博士研究生2名，碩士研究生5名。
