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公开(公告)号：CN109491248B
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN201811382646.5
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF‑ARX模型和拉盖尔函数的磁悬浮球位置预测控制方法，利用磁悬浮球系统的历史输入输出数据，依据系统辨识原理建立系统的RBF‑ARX模型来描述电磁绕组输入电压与钢球位置间的非线性动态特性。为了满足系统快速响应特性以及较高的控制性能要求，局部线性、全局非线性的RBF‑ARX模型被转化为带有积分环节的非最小状态空间模型，在此基础上，设计了一个基于拉盖尔函数输入参数化的预测控制器，使得预测控制系统能够在较短的采样间隔内在线求解带约束的二次规划问题，并能精确跟踪给定参考信号。本发明为快速响应非线性系统的预测控制提供了一种解决方案，具有较高的推广和实用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109991850B
公开(公告)日：2021-01-08
申请号：CN201910299349.2
申请日：2019-04-15
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮系统预测控制方法及系统，通过磁悬浮球系统的历史数据，采用系统辨识的方法建立以高斯径向基函数网络为系数的带外生变量的自回归模型来描述电磁绕组输入电压与钢球位置间的非线性动态特性。用RBF神经网络拟合ARX模型系数，使RBF‑ARX模型能较好地刻画磁悬浮球系统的非线性动态特性。再基于预测函数控制算法的原理确定控制输入的结构，完成滚动优化和误差校正。预测函数控制算法比PID控制具有更快的跟踪能力和较强的鲁棒性，比传统的模型预测控制具有更少的在线计算量和更快的控制速度，当系统设定值为阶跃信号时，该控制方法可以实现无偏跟踪。
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公开(公告)号：CN109991850A
公开(公告)日：2019-07-09
申请号：CN201910299349.2
申请日：2019-04-15
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮系统预测控制方法及系统，通过磁悬浮球系统的历史数据，采用系统辨识的方法建立以高斯径向基函数网络为系数的带外生变量的自回归模型来描述电磁绕组输入电压与钢球位置间的非线性动态特性。用RBF神经网络拟合ARX模型系数，使RBF‑ARX模型能较好地刻画磁悬浮球系统的非线性动态特性。再基于预测函数控制算法的原理确定控制输入的结构，完成滚动优化和误差校正。预测函数控制算法比PID控制具有更快的跟踪能力和较强的鲁棒性，比传统的模型预测控制具有更少的在线计算量和更快的控制速度，当系统设定值为阶跃信号时，该控制方法可以实现无偏跟踪。
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公开(公告)号：CN109491248A
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201811382646.5
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF-ARX模型和拉盖尔函数的磁悬浮球位置预测控制方法，利用磁悬浮球系统的历史输入输出数据，依据系统辨识原理建立系统的RBF-ARX模型来描述电磁绕组输入电压与钢球位置间的非线性动态特性。为了满足系统快速响应特性以及较高的控制性能要求，局部线性、全局非线性的RBF-ARX模型被转化为带有积分环节的非最小状态空间模型，在此基础上，设计了一个基于拉盖尔函数输入参数化的预测控制器，使得预测控制系统能够在较短的采样间隔内在线求解带约束的二次规划问题，并能精确跟踪给定参考信号。本发明为快速响应非线性系统的预测控制提供了一种解决方案，具有较高的推广和实用价值。
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公开(公告)号：CN109885077A
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201910217142.6
申请日：2019-03-21
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种四旋翼飞行器姿态控制方法及控制器，针对四旋翼飞行器系统难以建立精确物理模型的缺点，采用系统辨识方法建立局部线性、全局非线性的RBF-ARX模型来描述系统的非线性动态特性。针对该模型的特点以及为了满足系统快速响应特性和较高控制性能的要求，首先将模型转化为带有积分环节的非最小状态空间模型，然后，设计预测控制器并使用拉盖尔函数将输入参数化，使得预测控制系统在线优化的变量减少，并能精确跟踪给定参考信号。针对增大预测时域所带来的数值稳定性问题，通过在目标函数中引入指数型衰减权值，使得闭环系统具有指定稳定度。本方案具有在线优化时间短、较大预测时域情况下数值稳定的特点，又较高的实用价值以及应用前景。
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公开(公告)号：CN109885077B
公开(公告)日：2021-01-08
申请号：CN201910217142.6
申请日：2019-03-21
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种四旋翼飞行器姿态控制方法及控制器，针对四旋翼飞行器系统难以建立精确物理模型的缺点，采用系统辨识方法建立局部线性、全局非线性的RBF‑ARX模型来描述系统的非线性动态特性。针对该模型的特点以及为了满足系统快速响应特性和较高控制性能的要求，首先将模型转化为带有积分环节的非最小状态空间模型，然后，设计预测控制器并使用拉盖尔函数将输入参数化，使得预测控制系统在线优化的变量减少，并能精确跟踪给定参考信号。针对增大预测时域所带来的数值稳定性问题，通过在目标函数中引入指数型衰减权值，使得闭环系统具有指定稳定度。本方案具有在线优化时间短、较大预测时域情况下数值稳定的特点，又较高的实用价值以及应用前景。
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