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龍圖騰網(wǎng)恭喜同濟(jì)大學(xué)申請的專利一種基于分布式模型預(yù)測控制的磁浮車輛控制方法及系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN118759861B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-09發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202411244683.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05B13/04；該發(fā)明授權(quán)一種基于分布式模型預(yù)測控制的磁浮車輛控制方法及系統(tǒng)是由孫友剛;賀禎宇;吉文;徐俊起;高定剛設(shè)計研發(fā)完成，并于2024-09-06向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種基于分布式模型預(yù)測控制的磁浮車輛控制方法及系統(tǒng)在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種基于分布式模型預(yù)測控制的磁浮車輛控制方法及系統(tǒng)，包括：根據(jù)磁浮車輛的電磁鐵參數(shù)，建立兩點懸浮系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程；基于規(guī)劃狀態(tài)軌跡信息交互，將兩點懸浮系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程拆分為具有耦合信息的單點懸浮模型的離散化狀態(tài)空間方程；基于離散化狀態(tài)空間方程和預(yù)設(shè)干擾范圍，計算系統(tǒng)狀態(tài)的魯棒正不變集；根據(jù)魯棒正不變集對初始優(yōu)化問題進(jìn)行集中優(yōu)化求解，計算初始規(guī)劃狀態(tài)軌跡；對初始規(guī)劃狀態(tài)軌跡進(jìn)行實時更新，得到當(dāng)前規(guī)劃狀態(tài)軌跡；根據(jù)當(dāng)前規(guī)劃狀態(tài)軌跡對目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行求解，得到當(dāng)前最優(yōu)解；根據(jù)當(dāng)前最優(yōu)解對預(yù)設(shè)控制量進(jìn)行實時更新，根據(jù)更新后的控制量對磁浮車輛進(jìn)行懸浮控制。本發(fā)明提高了列車運行的平穩(wěn)性。

本發(fā)明授權(quán)一種基于分布式模型預(yù)測控制的磁浮車輛控制方法及系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于分布式模型預(yù)測控制的磁浮車輛控制方法，其特征在于，包括：根據(jù)磁浮車輛的電磁鐵參數(shù)，建立兩點懸浮系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程，所述兩點懸浮系統(tǒng)的狀態(tài)量與控制量表示為： 其中，x表示狀態(tài)量；x1，x2，...，x6分別表示狀態(tài)量的第1到第6個分量；u1，u2分別表示控制量的第1和第2個分量；xb表示懸浮架位移，單位為m；表示懸浮架速度，單位為ms；if和ir分別表示前后電磁鐵的線圈電流，單位為A；δf和δr分別表示前后懸浮點的懸浮間隙，單位為m；和分別表示前后懸浮點的懸浮間隙速度，單位為ms；所述兩點懸浮系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程表示為： 其中，分別表示狀態(tài)量的第1到第6個分量的導(dǎo)數(shù)；g表示重力加速度，單位為Nkg；ke表示電磁力系數(shù)，單位為kg*m3s2*A2；ks為懸掛彈簧的剛度系數(shù)，單位為Nm；me表示電磁鐵質(zhì)量，單位為kg；mc和mb分別表示懸浮架和車體的質(zhì)量，單位為kg；cs表示懸掛彈簧的阻尼系數(shù)，單位為N*sm；xgf和xgr分別表示前后懸浮點對應(yīng)的軌道實際位置與理想位置的偏差，單位為m；和分別表示前后懸浮點對應(yīng)的軌道實際位置與理想位置的偏差的變化速度，單位為ms；和分別表示前后懸浮點對應(yīng)的軌道實際位置與理想位置的偏差的變化加速度，單位為ms2；基于規(guī)劃狀態(tài)軌跡信息交互，將所述兩點懸浮系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程拆分為具有耦合信息的單點懸浮模型的離散化狀態(tài)空間方程，所述單點懸浮模型的離散化狀態(tài)空間方程包括前懸浮點的離散化狀態(tài)空間方程和后懸浮點的離散化狀態(tài)空間方程；所述前懸浮點的離散化狀態(tài)空間方程表示為： 其中，xft表示前懸浮點的狀態(tài)變量；uft表示前懸浮點的控制電流，單位為A；w1t表示前懸浮點受到的干擾；表示后懸浮點在t時刻的規(guī)劃狀態(tài)；AsT表示離散化后的單懸浮點狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；BsT表示離散化后的單懸浮點輸入矩陣；AcT表示離散化后的單懸浮點擾動矩陣；所述后懸浮點的離散化狀態(tài)空間方程表示為： 其中，xrt表示后懸浮點的狀態(tài)變量；urt表示后懸浮點的控制電流，單位為A；w2t表示后懸浮點受到的干擾；表示前懸浮點在t時刻的規(guī)劃狀態(tài)； 其中，wft和wrt分別表示前后懸浮點因軌道不平順受到的干擾；T為采樣時間，單位為s；As表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，Bs表示輸入矩陣，Ac表示擾動矩陣，基于所述離散化狀態(tài)空間方程和預(yù)設(shè)干擾范圍，計算系統(tǒng)狀態(tài)的魯棒正不變集；根據(jù)所述魯棒正不變集對初始優(yōu)化問題進(jìn)行集中優(yōu)化求解，計算初始規(guī)劃狀態(tài)軌跡；對所述初始規(guī)劃狀態(tài)軌跡進(jìn)行實時更新，得到當(dāng)前規(guī)劃狀態(tài)軌跡，所述初始規(guī)劃狀態(tài)軌跡表示為： 其中，和分別表示前后懸浮點的初始規(guī)劃狀態(tài)軌跡，和分別表示初始優(yōu)化問題在前后懸浮點的狀態(tài)最優(yōu)解；根據(jù)所述當(dāng)前規(guī)劃狀態(tài)軌跡對目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行求解，得到當(dāng)前最優(yōu)解；根據(jù)所述當(dāng)前最優(yōu)解對預(yù)設(shè)控制量進(jìn)行實時更新，根據(jù)更新后的控制量對磁浮車輛進(jìn)行懸浮控制，所述預(yù)設(shè)控制量表示為： 其中，if0和ir0分別表示前后懸浮點的初始控制電流，單位為A；δf0和δr0分別表示前后懸浮點的初始懸浮間隙，單位為m；Feo為平衡電磁力，單位為N；ke為常量系數(shù)；所述控制量包括前懸浮點輸出控制量和后懸浮點輸出控制量；所述前懸浮點輸出控制量為： 其中，為前懸浮點的控制最優(yōu)解；Ks為狀態(tài)反饋矩陣；δfk表示k時間步的前懸浮點懸浮間隙，單位為m；所述后懸浮點輸出控制量為： 其中，為后懸浮點的控制最優(yōu)解；δrk表示k時間步的后懸浮點懸浮間隙，單位為m。

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