基于分段模型预测控制的亚中尺度观测器垂向控制研究

作者：宋大雷; 刘超; 周丽芹; 孙伟成; 孙洪秀; 刘华龙

来源：中国海洋大学学报(自然科学版), 2023, 53(10): 107-114.

DOI：10.16441/j.cnki.hdxb.20230033

• 模型预测控制
• 海洋亚中尺度
• 垂向运动
• 海流
• 观测器

为获取海洋亚中尺度过程在水平固定位置垂直剖面的连续时间序列数据，本文采用分段模型预测控制的方法，对亚中尺度观测器的垂向运动进行精确的控制。在建立亚中尺度观测器精确模型的基础上，对模型预测控制(MPC)算法的预测步长、控制步长、约束和成本函数开展设计。针对海流不确定性所导致的模型变化问题，对系统模型、控制算法进行了分段处理。通过对比分析剖面运动的仿真结果和试验数据，验证了模型和算法的有效性。仿真结果表明对于垂向运动的控制，分段式模型预测控制相对于传统的MPC具有调节误差小和稳定时间短的优点，能够减少亚中尺度观测器水平漂移量约7.9%,对亚中尺度过程的数据获取和认知具有现实意义。

• 单位
  高等研究院; 中国海洋大学