吉林大学学报(信息科学版)

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有刷直流电机约束预测控制器设计及实现

李宗俐 a,b , 许 芳 b , 梁頔男 b , 陈 虹 a,b   

  1. 吉林大学 a. 汽车仿真与控制国家重点实验室; b. 通信工程学院, 长春 130022
  • 收稿日期:2016-10-25 出版日期:2017-09-29 发布日期:2017-10-23
  • 通讯作者: 陈虹(1963— ), 女, 浙江桐乡人, 吉林大学教授, 博士, 博士生导师,主要从事先进控制理论及汽车电子控制研究, (Tel)86-13578977009(E-mail)chenh@ jlu. edu. cn。
  • 作者简介:李宗俐(1991— ) , 男, 山东日照人, 吉林大学硕士研究生, 主要从事 FPGA 技术及预测控制的快速实现研究, (Tel)86-18204310868(E-mail)sdrzlzl@126. com.
  • 基金资助:
     国家自然科学基金资助项目(61520106008; 61573165; 61503149)

Design and Implementation of Constrained Predictive Control Based on Brush DC Motor

LI Zongli a,b , XU Fang b , LIANG Dinan b , CHEN Hong a,b   

  1. a. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control; b. College of Communication
    Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2016-10-25 Online:2017-09-29 Published:2017-10-23

摘要: 为防止因过载而导致电机的损害问题, 考虑有刷直流电机的电压和电流物理约束, 采用线性约束预测控
制设计了直流电机转速跟踪控制器。 建立有刷直流电机的数学模型, 二次规划(QP: Quadratic Programming)问
题采用路径跟踪内点算法进行求解, 并搭建了基于 dSPACE 控制系统的硬件在环实验平台。 同时对设计的转速
跟踪控制器的有效性进行了实物验证。 实验结果表明, 该 MPC(Model Predictive Control)控制器能很好地满足
有刷直流电机的转速跟踪控制要求。

关键词: 模型预测控制, 有刷直流电机, 路径跟踪法, 硬件在环实验

Abstract: In order to solve the problem of physical constraints of the DC(Direct-Current), an MPC (Model
Predictive Control) controller tracks the speed of brush DC motor. Based on the established motor model, the
MPC controller is designed to track the expected speed if the brush DC motor, the formed QP(Quadratic
Programming) problem is solved by path-following method. A real-time simulation platform is built to verify the
controller. The result shows that the MPC controller has good controlling performance.

Key words: path-following method, hardware-in-the-loop (HIL) testing platform,  model predictive control, brush direct-current (DC) motor

中图分类号: 

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