日前,第六届中国科协优秀科技论文遴选计划公布优秀论文入选名单。经过层层遴选程序,自动化系席裕庚教授、李德伟教授指导的的论文《采用预测控制的地铁节能优化控制算法》成功入选。
研究背景
预测控制是上世纪80年代初引进到国内的先进控制方法。上海交通大学自动化系席裕庚教授在国内率先带领团队展开研究。自1984年以来,团队通过不断探索和创新,建立了复杂系统预测控制的理论方法体系,引领并推动预测控制在我国的研究和应用,相关成果获得2017年国家自然科学二等奖。
随着经济和社会的发展,近年来更多的应用领域对用预测控制解决本领域的难点问题产生了强烈需求。但应用领域的扩大使得预测控制的问题描述和实施环境都与以往相比发生了很大变化。团队紧跟预测控制技术发展的这一趋势,由李德伟教授领衔,针对预测控制的实时、简易、低成本和个性化实施技术展开研究。
论文简介
《采用预测控制的地铁节能优化控制算法》这篇论文起源于卡斯柯信号有限公司的一个委托项目,目的是开发一个可以有效降低地铁运行能耗的实时控制算法,以降低地铁运营成本。由于地铁运行的首要指标是准时,因此所开发的控制算法需要在准时和能耗之间取得平衡。针对这一目标,团队从地铁运行动力学模型入手,以跟踪最优站间运行曲线为目标,将地铁运行的能耗值作为指标之一,包含到控制器的目标函数中。
由于实际地铁的动力学模型和能耗计算复杂度较高,不便直接使用,团队利用预测控制滚动优化的特点,进行适当简化处理,以兼顾模型的准确性和可用性。所得到的地铁节能预测控制算法,可以针对地铁的不同延时状态,在保证准时和舒适的前提下,有效节约运行能耗。