基于参数控制变量最优潮流算法在电力系统配网无功优化中的应用 被引量：7

1

作者 李宏仲 王承民 程浩忠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期71-73,78,共4页

在电力系统配网无功优化计算中,由于总的无功最优补偿容量无法确定,所以传统的等网损微增率方法无法得到一个较优的补偿方案;另外,在配网的实际运行中,当电压偏差较大时,有载调压变压器往往作为调节电压的手段而对无功功率的分布产生影... 在电力系统配网无功优化计算中,由于总的无功最优补偿容量无法确定,所以传统的等网损微增率方法无法得到一个较优的补偿方案;另外,在配网的实际运行中,当电压偏差较大时,有载调压变压器往往作为调节电压的手段而对无功功率的分布产生影响,这也使得等网损微增率方法难以实现.为了解决该问题,提出了一种将基于参数控制变量的最优潮流算法作为主要手段的新型无功优化方法.该方法以最小化平衡节点的注入功率为目标函数,将并联补偿的电容器组的电纳值和可调变压器的变比作为控制变量,在计算过程中计入了由于进行无功补偿所造成的网络参数变化,从而提高了计算精确度.最后给出了该方法应用于IEEE-30节点系统的计算实例. 展开更多

关键词 电力系统 无功优化 配电网络 参数控制变量 最优潮流

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基于控制变量参数化方法的自由漂浮空间机器人路径规划 被引量：15

2

作者 张旭 曾祥鑫 郎博 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期372-378,共7页

针对自由漂浮空间机器人传统路径规划方法对基座卫星扰动较大的问题,提出了一种基于控制变量参数化的路径规划方法。该方法将路径规划问题转化成以基座姿态扰动最小为目标函数并满足一系列约束条件的最优控制问题,并采用控制变量参数化... 针对自由漂浮空间机器人传统路径规划方法对基座卫星扰动较大的问题,提出了一种基于控制变量参数化的路径规划方法。该方法将路径规划问题转化成以基座姿态扰动最小为目标函数并满足一系列约束条件的最优控制问题,并采用控制变量参数化方法进行离散化处理,将最优控制问题转化成求解非线性规划问题,并给出了完整的理论收敛性证明,从而准确地估计出自由漂浮空间机器人末端执行器的最优路径。仿真结果表明,与传统的分解加速度方法相比,该方法得到的运动路径所引起的基座卫星姿态扰动为0.104rad,相比传统方法降低了17.53%,验证了所提路径规划方法的有效性与最优性。 展开更多

关键词 自由漂浮空间机器人 姿态扰动 控制变量参数化 路径规划

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基于PSO-控制变量参数化混合策略的间歇化工过程优化控制 被引量：6

3

作者 石博文 尹燕燕 刘飞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期979-986,共8页

控制变量参数化方法作为一种化工过程动态优化的梯度搜索算法,其求解效率过于依赖初始给定轨迹。目前初始轨迹一般都是设定在边界值或中间值,缺乏科学依据,从而大大影响了算法的收敛速度。针对这一问题,提出了一种粒子群优化(PSO)与控... 控制变量参数化方法作为一种化工过程动态优化的梯度搜索算法,其求解效率过于依赖初始给定轨迹。目前初始轨迹一般都是设定在边界值或中间值,缺乏科学依据,从而大大影响了算法的收敛速度。针对这一问题,提出了一种粒子群优化(PSO)与控制变量参数化方法混合的策略,首先利用粒子群优化对间歇化工过程最优控制量进行求解,结果作为控制变量参数化方法初始给定轨迹,进行二次优化。双层优化的混合策略提高了控制变量参数化方法的收敛速度和粒子群优化算法的求解精度。将混合策略应用于两个间歇化工过程优化控制实例,仿真结果表明了该算法对求解化工过程动态优化问题具有可行性和有效性。 展开更多

关键词 间歇式 过程控制 控制变量参数化 最优控制 优化

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处理动态优化问题中控制变量路径约束的方法 被引量：4

4

作者 胡云卿 刘兴高 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期440-449,共10页

目前国际上对动态优化问题中的状态变量路径约束已有一些研究,但专门处理控制变量路径约束的方法却鲜见报道.本文首先介绍两种分别基于三角函数变换、约束算子截断来处理控制变量路径约束的方法,然后提出一种基于光滑化的二次罚函数方法... 目前国际上对动态优化问题中的状态变量路径约束已有一些研究,但专门处理控制变量路径约束的方法却鲜见报道.本文首先介绍两种分别基于三角函数变换、约束算子截断来处理控制变量路径约束的方法,然后提出一种基于光滑化的二次罚函数方法.光滑化罚函数方法不仅能够处理控制变量路径约束,而且还能同时处理关于状态变量的路径约束.最后使用目前流行的控制变量参数化(Control variable parameterization,CVP)策略对最终获得的、不再含控制变量路径约束的动态优化问题求解.实例测试一展现了三种方法各自的特点;实例测试二表明了光滑罚函数方法的有效性和优越性. 展开更多

关键词 动态优化 路径约束 控制变量 控制变量参数化

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基于控制变量参数化的主动反拦截突防最优控制计算方法 被引量：1

5

作者 王芳 林涛 张克 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期2037-2046,共10页

针对由于敌防空系统防御能力不断提高所带来的进攻导弹突防难题,提出主动反拦截突防(IAIP)的概念,以弥补传统机动突防仅考虑进攻导弹的逃逸而忽略其攻击任务的缺陷。根据IAIP制导的内涵,在综合考虑目标的机动性能、拦截导弹末段的拦截... 针对由于敌防空系统防御能力不断提高所带来的进攻导弹突防难题,提出主动反拦截突防(IAIP)的概念,以弥补传统机动突防仅考虑进攻导弹的逃逸而忽略其攻击任务的缺陷。根据IAIP制导的内涵,在综合考虑目标的机动性能、拦截导弹末段的拦截特性及进攻导弹的控制系统性能的基础上,建立进攻导弹-目标-拦截导弹的三体运动模型。将突防制导指令的设计等效为最优控制的求解,其中突防指令为实现燃料最省目标的最优解,进攻导弹的过载、拦截导弹的脱靶量、进攻导弹的攻击角、打击精度和突防后的视线角,分别为控制约束、路径约束和末端约束。借鉴控制变量参数化(CVP)方法将最优控制问题转化为非线性数学规划问题,并将路径约束离散化后采用序列二次规划(SQP)算法得到突防时机给定条件下制导指令的数值解。提出基于CVP的混合遗传算法(CVP-GA),用于求解最优突防时机及制导指令。仿真结果显示,采用IAIP最优控制算法的进攻导弹在成功突防后的打击精度仍可满足任务要求,且其燃料消耗相对于传统串联式突防方法降低了23.7%,验证了该方法的有效性及优越性。 展开更多

关键词 主动反拦截突防 最优控制 控制变量参数化 路径约束离散化 遗传算法

原文传递

带不等式路径约束最优控制问题的惩罚函数法 被引量：13

6

作者 胡云卿 刘兴高 薛安克 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期1996-2001,共6页

控制变量参数化(Control variable parameterization,CVP)方法是目前求解流程工业中最优操作问题的主流数值方法,但如果问题中包含路径约束,特别是不等式路径约束时,CVP方法则需要考虑专门的处理手段.为了克服该缺点,本文提出一种基于L... 控制变量参数化(Control variable parameterization,CVP)方法是目前求解流程工业中最优操作问题的主流数值方法,但如果问题中包含路径约束,特别是不等式路径约束时,CVP方法则需要考虑专门的处理手段.为了克服该缺点,本文提出一种基于L1精确惩罚函数的方法,能够有效处理关于控制变量、状态变量、甚至控制变量/状态变量复杂耦合形式下的不等式路径约束.此外,为了能使用基于梯度的成熟优化算法,本文还引进了最新出现的光滑化技巧对非光滑的惩罚项进行磨光.最终得到了能高效处理不等式路径约束的改进型CVP架构,并给出相应数值算法.经典的带不等式路径约束最优控制问题上的测试结果及与国外文献报道的比较研究表明:本文所提出的改进型CVP架构及相应算法在精度和效率上兼有良好表现. 展开更多

关键词 流程工业 最优控制 控制变量参数化 不等式路径约束 惩罚函数

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月球探测器动力下降段最优轨迹参数化方法 被引量：2

7

作者 乔衍迪 张泽旭 +1 位作者 邓涵之 徐田来 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期740-748,共9页

为保证月球探测器进入姿态调整段时具有充分的高度与速度余量,本文提出一种基于控制变量参数化的月球探测器动力下降段最优轨迹求解方法。在三维探测器软着陆动力学模型基础上,将月球探测器软着陆制导律设计等效为燃料最优约束下的探测... 为保证月球探测器进入姿态调整段时具有充分的高度与速度余量,本文提出一种基于控制变量参数化的月球探测器动力下降段最优轨迹求解方法。在三维探测器软着陆动力学模型基础上,将月球探测器软着陆制导律设计等效为燃料最优约束下的探测器俯仰角控制问题,利用控制变量参数化(Control Variables Parameterization,CVP)方法将该控制问题中的控制变量与约束条件转化为非线性规划问题求解,并引入时间尺度变换,将着陆时间序列加入待规划参数,进而求得满足精度的最优数值解。蒙特卡罗仿真实验表明,与传统的显式制导律相比,本文提出的参数化制导方法在动力下降段燃料更省,动力下降段的起始高度在±20%范围内波动时,仍能以高精度速度和高度指标完成末制导。 展开更多

关键词 月球软着陆 燃料最优控制 控制变量参数化 非线性规划 时间尺度变换

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流体管道水锤抑制的时间尺度变换控制 被引量：7

8

作者 陈特欢 任志刚 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期198-206,共9页

在流体管道运行中,打开的阀门突然关闭会造成管道内部流体对阀门及管壁的巨大压力冲击,这种现象叫做水锤效应,严重威胁流体管道的健康运行.基于此,本文研究了阀门关闭过程中抑制水锤效应的最优边界控制问题.水锤模型由一组非线性时空演... 在流体管道运行中,打开的阀门突然关闭会造成管道内部流体对阀门及管壁的巨大压力冲击,这种现象叫做水锤效应,严重威胁流体管道的健康运行.基于此,本文研究了阀门关闭过程中抑制水锤效应的最优边界控制问题.水锤模型由一组非线性时空演化方程描述,本文首先通过半离散方法得到一个有限维模型.然后,采用分段一次线性控制变量参数化方法及灵敏度分析方法,结合时间尺度变换方法,推导其梯度形式.最后,结合非线性优化求解器,完成边界最优控制设计.仿真结果显示时间尺度变换方法能够更有效地抑制水锤效应.考虑到实际工程中的控制量为阀门相对开度,在得到阀门处的流量和压力的最优变化过程后,本文给出了阀门相对开度随时间的演化关系. 展开更多

关键词 水锤模型 分段一次线性控制变量参数化 时间尺度变换 敏感性分析

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带路径约束的聚烯烃牌号切换操作优化方法 被引量：9

9

作者 费正顺 胡斌 +2 位作者 叶鲁彬 郑平友 梁军 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期893-900,共8页

产品多样化需求使得聚烯烃生产过程中经常需要进行牌号切换操作。以往关于牌号切换优化的研究大多只关心切换过程结束后聚合物质量指标是否达到目标牌号值,对过渡过程中质量指标及状态变量的波动情况缺少关注,而过程的波动会影响到最终... 产品多样化需求使得聚烯烃生产过程中经常需要进行牌号切换操作。以往关于牌号切换优化的研究大多只关心切换过程结束后聚合物质量指标是否达到目标牌号值,对过渡过程中质量指标及状态变量的波动情况缺少关注,而过程的波动会影响到最终产物的质量性质和操作平稳性。为此,本文以聚乙烯气相流化床反应器为对象,通过在牌号切换优化命题中加入关于熔融指数等的路径约束,防止过渡过程中的状态变量剧烈波动影响聚合物树脂质量。为求解此类带路径约束的动态优化问题,对常规的控制变量参数化方法进行了改进,通过求解微分代数方程(DAE方程)将路径约束转化为控制变量约束。仿真结果表明,加入路径约束可以有效避免牌号切换中变量的剧烈波动,增强过程平稳性。 展开更多

关键词 聚合反应 牌号切换 控制变量参数化 路径约束

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基于拟能量的高超声速飞行器再入轨迹优化 被引量：4

10

作者 孙勇 段广仁 +1 位作者 张卯瑞 张泽 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期262-266,共5页

考虑高超声速飞行器再入过程总加热量最小,基于拟能量将单段轨迹优化转化为多段轨迹优化问题,采用非等间距控制变量参数化方法对每段轨迹分别优化.高超声速飞行器再入轨迹必须满足热流率、动压和过载3个约束.通过把控制变量参数化,同时... 考虑高超声速飞行器再入过程总加热量最小,基于拟能量将单段轨迹优化转化为多段轨迹优化问题,采用非等间距控制变量参数化方法对每段轨迹分别优化.高超声速飞行器再入轨迹必须满足热流率、动压和过载3个约束.通过把控制变量参数化,同时引入时间尺度变换和不等式约束转化方法,将轨迹优化问题转化为含有约束的非线性规划问题.基于拟能量概念,将再入轨迹进行了分段优化,以4段为例进行了仿真,计算时间比单段情况下缩短了约50%. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 拟能量 再入轨迹优化 控制变量参数化

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一种用于SGCMG奇异规避的CVP轨迹规划

11

作者 刘畅 王昊 +1 位作者 杨帆 金仲和 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第4期7-14,共8页

采用单框架控制力矩陀螺(SGCMG)作为执行机构的小型敏捷卫星在姿态机动过程中存在着奇异问题。本文从SGCMG姿态控制系统整体出发,将奇异问题转化为状态约束的动态控制问题,基于控制变量参数化(CVP)方法,设计了一种用于SGCMG奇异规避的... 采用单框架控制力矩陀螺(SGCMG)作为执行机构的小型敏捷卫星在姿态机动过程中存在着奇异问题。本文从SGCMG姿态控制系统整体出发,将奇异问题转化为状态约束的动态控制问题,基于控制变量参数化(CVP)方法,设计了一种用于SGCMG奇异规避的轨迹规划。该算法在实现小型敏捷卫星大角度姿态机动过程无奇异的基础上,将SGCMG框架角转速的最优轨迹通过CVP方法进行分段线性规划。这种规划策略对框架伺服系统的算法设计无复杂要求,仅需要简单的加减速控制,从而节约了星上资源。在轨迹规划实现过程中,考虑了工程实际中的约束条件,可以按照姿态机动任务要求规划出一条综合考虑能量资源和目标精度的最优轨迹。仿真结果表明:该算法实现了姿态参数轨迹和星体角速度轨迹的平缓变化,目标误差在1×10^(-3)量级,星体在机动过程中运行稳定,SGCMG不会出现奇异现象。 展开更多

关键词 敏捷卫星 单框架控制力矩陀螺 控制变量参数化 轨迹规划 姿态控制

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动态优化问题的瞬态自适应麻雀搜索算法求解 被引量：3

12

作者 刘睿 莫愿斌 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2022年第12期3651-3657,共7页

动态优化普遍存在于工业过程控制领域,是实现系统稳态与产值最大化的重要手段,应用并发展更加高效的动态优化方法逐渐成为了当前研究的热点。鉴于此,提出一种基于瞬态自适应麻雀搜索算法(TASSA)的动态优化问题求解方案。首先,分析了原... 动态优化普遍存在于工业过程控制领域,是实现系统稳态与产值最大化的重要手段,应用并发展更加高效的动态优化方法逐渐成为了当前研究的热点。鉴于此,提出一种基于瞬态自适应麻雀搜索算法(TASSA)的动态优化问题求解方案。首先,分析了原始麻雀搜索算法的缺陷,为了提升全局勘探能力,引入瞬态搜索策略指导加入者的寻优过程;其次,采用随迭代而变化的惯性权重调节具体的搜索方式,增强了算法的动态适应能力,并通过九组基准函数的数值测试确认了改进策略的有效性;最后,采用时域等分的方式,在控制变量参数化(CVP)的框架下利用TASSA对三组典型的动态优化问题进行求解,对比不同文献中的方法,所提算法取得了更精确的结果。 展开更多

关键词 动态优化 过程控制 控制变量参数化 麻雀搜索算法

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高斯混沌火鹰优化算法求解动态优化问题的研究及应用

13

作者 陈泳璋 莫愿斌 《系统仿真学报》 2025年第2期436-449,共14页

在化学工业上有许多重要的化学过程依赖于动态优化,存在非线性与不连续性等因素,为寻找更高效的求解算法,在火鹰优化算法的基础上提出高斯混沌火鹰优化算法,在将控制变量参数化后用该算法求解此类问题。使用tent混沌映射替换原来的初始... 在化学工业上有许多重要的化学过程依赖于动态优化,存在非线性与不连续性等因素,为寻找更高效的求解算法,在火鹰优化算法的基础上提出高斯混沌火鹰优化算法,在将控制变量参数化后用该算法求解此类问题。使用tent混沌映射替换原来的初始化种群方式,以使算法的最初分布更具合理性;在分析在火鹰位置更新、猎物位置更新后引入了竞争协同捕猎和逃避效应权重,提升了算法的开发和探索能力,同时还嵌入了高斯采样提高了种群的多样性,进一步增强了算法局部寻优和动态适应能力。仿真结果证明了算法在求解化工动态优化问题的有效性。 展开更多

关键词 化工动态优化 高斯采样 控制变量参数化 混沌映射 火鹰优化

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基于自适应粒子群算法的动态优化

14

作者 董方 谢磊 张建明 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1095-1098,共4页

自适应粒子群算法(AdaptiveParticle SwarmOptimization,APSO)是一种参数自适应的种群智能算法。该算法以种群的分布状态为依据区分优化过程中的不同状态自适应地调整算法参数。基于APSO算法具有参数自适应、快速收敛、全局搜索能力强... 自适应粒子群算法(AdaptiveParticle SwarmOptimization,APSO)是一种参数自适应的种群智能算法。该算法以种群的分布状态为依据区分优化过程中的不同状态自适应地调整算法参数。基于APSO算法具有参数自适应、快速收敛、全局搜索能力强等优点。将APSO算法应用于动态优化,通过采用按变量比例分配时间的方法构造时间变量,从而将其转化为无约束变量,通过时间变量与控制变量构造控制输入函数控制动态系统,使其达到最优。该方法提供一种转换时间变量约束的方法,使其能够作为一般优化问题,适用于其他类似演化类算法的动态性能的测试。最后,通过4个经典动态优化测试函数,比较APSO算法与蚁群算法,体现APSO算法处理动态优化的性能。 展开更多

关键词 动态优化 自适应粒子群算法 控制变量参数化 反应器

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