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公开(公告)号：CN109765942B
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN201910161118.5
申请日：2019-03-04
Applicant: 中南大学
IPC: G05D9/12
Abstract: 本发明公开了一种基于输入输出反馈变换和广义预测控制的明渠系统水位控制方法，该方法包括步骤：S1、基于圣维南方程组描述明渠系统的动力学模型；S2、对所述圣维南方程组进行空间离散化，并进一步得到所述圣维南方程组的时间连续空间离散差分模型；S3、将所述差分模型看作仿射系统，采用基于输入输出的反馈变换和广义预测控制得到直接控制输入即闸门开度，实现明渠系统的精确水位控制。本发明利用输入输出反馈变换可以避免对非线性项的直接线性化，从而提高控制精度，只需在线测量两个点的水位，广义预测控制可以在线辨识模型参数，进一步提高控制精度。
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公开(公告)号：CN110689198A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201910927151.4
申请日：2019-09-27
Applicant: 中南大学
IPC: G06Q10/04
Abstract: 本发明公开了一种基于分层预估迭代的明渠系统预测控制方法，包括：设定初始条件，得到预估的状态序列；所述明渠系统预测模型继续通过所述初始条件进行计算，得到表示最优控制增量序列；基于所述步骤3所得到的最优控制增量序列及所述初始条件和所述步骤2所得到的预估的状态序列，通过带入所述步骤1构建的明渠系统预测模型进行计算，得到最优状态序列；判断所述最优控制增量序列、最优状态序列与预估的状态增量序列、预估的状态序列是否一致，若判断不一致，则将所述最优控制增量序列、最优状态序列设置为新的预估值，返回求解最优控制增量序列步骤，若判断一致则进入下步骤；将得到的最优控制增量序列中序列的第一步输出给明渠系统。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109828471A
公开(公告)日：2019-05-31
申请号：CN201910199331.5
申请日：2019-03-15
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于黎曼梯度的明渠系统边界预测控制的方法，包括：第一步：设定控制初值 令迭代因子k＝0；第二步：根据通过隐式差分法，顺时间求解圣维南方程，得到该段时域内每处采样点的变量Hk,Qk的值；第三步：求得的Hk,Qk，计算伴随方程的黎曼不变量 第四步：用求得的Hk,Qk, 计算控制梯度第五步：判断算出的梯度是否满足某一性能指标，若满足，则跳到第六步；若否，则根据梯度搜索算法，更新当前的控制量，记为 使迭代因子k＝k+1，跳到第二步；第六步：将得到的控制序列第一步输出给系统。通过利用黎曼不变的特征线方法求解偏微分方程的黎曼不变量，以此实现是直接基于圣维南方程的预测控制。大大减小了数值计算方法的在线计算量。
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公开(公告)号：CN114253140B
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202111581156.X
申请日：2021-12-22
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本公开实施例中提供了一种基于库普曼模型的明渠系统预测控制方法、系统及设备，属于数据识别技术领域，具体包括：采集渠池内多个采样点并计算全部采样点的系统状态；根据Koopman算子理论得到升维状态；根据系统状态和升维状态迭代训练初始控制模型，得到目标控制模型；根据目标控制模型求解控制函数，得到最优控制增量序列。通过本公开的方案，对明渠系统的渠池进行采样得到系统状态，并将系统状态映射到更高维的特征空间，然后，通过重复的学习训练，得到一个误差最小的目标控制模型，并根据目标控制模型求解控制函数，得到最优控制增量序列对明渠系统水位进行控制，提高了明
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公开(公告)号：CN114253140A
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN202111581156.X
申请日：2021-12-22
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本公开实施例中提供了一种基于库普曼模型的明渠系统预测控制方法、系统及设备，属于数据识别技术领域，具体包括：采集渠池内多个采样点并计算全部采样点的系统状态；根据Koopman算子理论得到升维状态；根据系统状态和升维状态迭代训练初始控制模型，得到目标控制模型；根据目标控制模型求解控制函数，得到最优控制增量序列。通过本公开的方案，对明渠系统的渠池进行采样得到系统状态，并将系统状态映射到更高维的特征空间，然后，通过重复的学习训练，得到一个误差最小的目标控制模型，并根据目标控制模型求解控制函数，得到最优控制增量序列对明渠系统水位进行控制，提高了明渠系统预测控制的适应性、鲁棒性和控制精度。
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公开(公告)号：CN109828471B
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN201910199331.5
申请日：2019-03-15
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于黎曼梯度的明渠系统边界预测控制的方法，包括：第一步：设定控制初值令迭代因子k＝0；第二步：根据通过隐式差分法，顺时间求解圣维南方程，得到该段时域内每处采样点的变量Hk,Qk的值；第三步：求得的Hk,Qk，计算伴随方程的黎曼不变量第四步：用求得的Hk,Qk,计算控制梯度第五步：判断算出的梯度是否满足某一性能指标，若满足，则跳到第六步；若否，则根据梯度搜索算法，更新当前的控制量，记为使迭代因子k＝k+1，跳到第二步；第六步：将得到的控制序列第一步输出给系统。通过利用黎曼不变的特征线方法求解偏微分方程的黎曼不变量，以此实现是直接基于圣维南方程的预测控制。大大减小了数值计算方法的在线计算量。
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公开(公告)号：CN109765942A
公开(公告)日：2019-05-17
申请号：CN201910161118.5
申请日：2019-03-04
Applicant: 中南大学
IPC: G05D9/12
Abstract: 本发明公开了一种基于输入输出反馈变换和广义预测控制的明渠系统水位控制方法，该方法包括步骤：S1、基于圣维南方程组描述明渠系统的动力学模型；S2、对所述圣维南方程组进行空间离散化，并进一步得到所述圣维南方程组的时间连续空间离散差分模型；S3、将所述差分模型看作仿射系统，采用基于输入输出的反馈变换和广义预测控制得到直接控制输入即闸门开度，实现明渠系统的精确水位控制。本发明利用输入输出反馈变换可以避免对非线性项的直接线性化，从而提高控制精度，只需在线测量两个点的水位，广义预测控制可以在线辨识模型参数，进一步提高控制精度。
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