基于快速自适应多胞 LPV MPC 公式的太阳能集热器非线性温度调节
系统与控制
2020-07-13 v1 系统与控制
摘要
太阳能集热器中的温度控制是一个非线性问题：温升动态随流经集热器的油以及沿集热器面积的温度梯度而变化。为此，本文研究在线性参数变化（LPV）形式下开发的模型预测控制（MPC）应用的公式，该形式作为太阳能集热器过程的模型。所提出的系统是一种自适应 MPC，以终端集约束开发，并考虑了模型的调度多胞体。在每一时刻，求解两个二次规划（QP）问题：第一个考虑 N 步后向时域，以寻找一个虚拟模型-过程调节变量，该变量在考虑多胞系统顶点的基础上定义最佳的 LTI 预测模型；随后，第二个 QP 使用该 LTI 模型沿 N 步前向时域优化性能。本文以真实的太阳能集热器仿真结果作结，将所提 MPC 与文献中的其他技术（线性 MPC 与鲁棒管式 MPC）进行比较。给出了关于三种方法的结果、设计流程与计算量的讨论。结果表明，所提 MPC 设计在参考跟踪与扰动抑制方面优于这些其他标准方法。
引用
@article{arxiv.2007.05445,
title = {Nonlinear Temperature Regulation of Solar Collectors with a Fast Adaptive Polytopic LPV MPC Formulation},
author = {Hugo A. Pipino and Marcelo M. Morato and Emanuel Bernardi and Eduardo J. Adam and Julio E. Normey-Rico},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05445},
year = {2020}
}
备注
29 Pages, 6 Figures, 3 Tables, Preprint submitted to Solar Energy