view in publisher's site

Cooperative distributed model predictive control based on topological hierarchy decomposition

Highlights•We present a cooperative DMPC based on topological hierarchy decomposition.•Subsystems are decomposed into a hierarchy structure model.•Less communication burden is needed to achieve a desired performance.•Ensure the feasibility and stability properties of the proposed algorithm.AbstractIn this paper, a cooperative distributed model predictive control (DMPC) algorithm based on topological hierarchy decomposition is proposed. Utilizing the connection topology information of the distributed system, we decompose subsystems into a hierarchy structure model through interpretative structural modeling. Subsystems with strong coupling are grouped into the same layer, and weak coupling exists between subsystems in different layers. Then, we propose an improved cooperative DMPC algorithm, in which the optimal input trajectories of subsystems in each layer are evaluated and propagated in a hierarchical order. Instead of all-to-all communication, only intra-layer communication is required at each iteration of DMPC optimization, which can significantly lessen the communication burden without losing much performance. Furthermore, the feasibility and stability of the proposed algorithm are proven in detail. Finally, the effectiveness and merits of the proposed method are demonstrated by applying it to a reheating furnace system and a six-area power system.

کنترل پیش‌بین مدل توزیع‌شده مشارکتی براساس تجزیه سلسله مراتبی توپولوژیک

کاره‌ای مهم ما یک DMPC مشارکتی را براساس تجزیه سلسله مراتبی توپولوژیکی ارایه می‌کنیم. سیستم‌های فرعی به یک مدل ساختار سلسله مراتبی تجزیه می‌شوند. برای دستیابی به عملکرد مطلوب، بار ارتباطی کمتری مورد نیاز است. در این مقاله، یک الگوریتم کنترل پیش‌بین مدل توزیع‌شده مشارکتی (DMPC)براساس تجزیه سلسله مراتبی توپولوژیکی پیشنهاد شده‌است. با استفاده از اطلاعات توپولوژی اتصال سیستم توزیع‌شده، ما از طریق مدل‌سازی ساختاری تفسیری، زیرسیستم ها را به مدل ساختار سلسله مراتبی تجزیه می‌کنیم. زیر سیستم‌ها با کوپلینگ قوی به یک لایه گروه‌بندی می‌شوند، و کوپلینگ ضعیف بین زیر سیستم‌ها در لایه‌های مختلف وجود دارد. سپس یک الگوریتم DMPC مشارکتی بهبود یافته پیشنهاد می‌کنیم، که در آن مسیرهای ورودی بهینه زیرسیستم ها در هر لایه ارزیابی و در یک ترتیب سلسله مراتبی تکثیر می‌شوند. به جای تمام ارتباطات، تنها ارتباط درون لایه‌ای در هر تکرار بهینه‌سازی DMPC مورد نیاز است، که می‌تواند به طور قابل‌توجهی بار ارتباطی را بدون از دست دادن کارایی زیاد کاهش دهد. علاوه بر این، امکان پذیر بودن و پایداری الگوریتم پیشنهادی به طور مفصل اثبات شده‌است. در نهایت، اثربخشی و مزایای روش پیشنهادی با استفاده از آن در یک سیستم کوره گرمایش مجدد و یک سیستم قدرت شش ناحیه‌ای نشان‌داده شده‌است.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Electrical and Electronic Engineering
  • ترجمه مقاله Electrical and Electronic Engineering
  • مقاله مهندسی برق و الکترونیک
  • ترجمه مقاله مهندسی برق و الکترونیک
  • مقاله Applied Mathematics
  • ترجمه مقاله Applied Mathematics
  • مقاله ریاضیات کاربردی
  • ترجمه مقاله ریاضیات کاربردی
  • مقاله Control and Systems Engineering
  • ترجمه مقاله Control and Systems Engineering
  • مقاله مهندسی کنترل و سیستم‌ها
  • ترجمه مقاله مهندسی کنترل و سیستم‌ها
  • مقاله Computer Science Applications
  • ترجمه مقاله Computer Science Applications
  • مقاله کاربردهای علوم کامپیوتر
  • ترجمه مقاله کاربردهای علوم کامپیوتر
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.