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[发明专利]磁悬浮工作台快速模型预测控制方法和存储介质-CN202310899495.5在审
发明人： 许贤泽;黄志伟;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2023-07-20 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁悬浮工作台快速模型预测控制方法和存储介质，该方法包括：建立以线性运动状态方程为快速模型预测控制的第一预测模型；根据第一预测模型建立第二预测模型，第二预测模型为扰动补偿修正预测模型；根据第二预测模型得到误差状态估计值和扰动估计值；基于第一预测模型和误差状态估计值和扰动估计值得到第三预测模型和第三预测模型对应的目标函数，第三预测模型为N个预测时域下误差状态的多步预测模型；根据第三预测模型和目标函数进行优化问题描述，并求解得到最优解，以便通过最优解实现磁悬浮工作台的平面运动最优控制。本发明能够实时获取工作台运动控制的最优解，并能够提升工作台工作性能。
磁悬浮工作台快速模型预测控制方法存储介质

[发明专利]一步预测鲁棒模型预测控制实时优化方法和存储介质-CN202310893642.8在审
发明人： 许贤泽;王轶博;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种一步预测鲁棒模型预测控制实时优化方法和存储介质，该方法包括：建立鲁棒模型预测控制优化问题模型；将一步鲁棒模型预测控制优化问题模型转化为二次函数求极值问题模型；确定鲁棒控制不变集，根据鲁棒控制不变集对二次函数求极值问题模型进行求解得到平面运动水平方向和垂直方向上的最优控制率，以便根据最优控制率实现工作台平面运动最优控制。本发明可对具有毫秒级采样率的磁悬浮系统进行实时控制。
一步预测模型控制实时优化方法存储介质

[发明专利]基于有限元的磁悬浮平台形变分析方法及设备-CN202310470080.6在审
发明人： 许贤泽;何加文;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2023-04-27 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于有限元的磁悬浮平台形变分析方法及设备。所述方法包括：步骤1、搭建包括永磁体和金属板在内的磁悬浮平台悬浮部分模型，设置永磁体和金属板的材料属性以及约束条件；步骤2、基于有限元分析方法，对模型进行网格划分操作；步骤3、对永磁体产生的磁场进行计算，得到磁场的分析结果；步骤4、将分析得到的磁场结果作用于金属板的固体力学模型上，求解金属板的受力情况，确定金属板受到的应力以及形变大小，对金属板进行形变分析。本发明可以减少制造成本，直观反映磁悬浮平台悬浮体材料的受力情况以及变形情况，为磁悬浮平台整体结构的设计提供了参考。
基于有限元磁悬浮平台形变分析方法设备

[发明专利]一种自适应建筑能量消耗异常检测方法及系统-CN202310190026.6在审
发明人： 许贤泽;施元;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G06F18/24 文献下载
摘要：本发明提供一种自适应建筑能量消耗异常检测方法及系统，属于能源保护技术领域，包括：基于建筑本地能量消耗记录构建特征提取网络，训练获取本地特征提取网络参数，接收更新后的本地特征提取网络参数，基于更新后的本地特征提取网络参数更新特征提取网络；提取建筑本地能量消耗记录的深层特征，基于深层特征构建异常检测网络；训练获取异常检测网络模型参数，接收根据建筑活跃度更新的异常检测网络模型参数，输出能量消耗异常检测结果。本发明通过采用多协同分布式的本地计算终端和模型服务器对多个建筑能量异常消耗进行计算识别，在保护建筑内用户数据隐私安全的同时，有效解决数据无法协同导致的数据孤岛以及数据处理模型泛化能力较弱的问题。
一种自适应建筑能量消耗异常检测方法系统

[发明专利]一种基于改进飞蛾火焰算法优化BP神经网络的负荷预测方法-CN202211540604.6在审
发明人： 许贤泽;何加文;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于改进飞蛾火焰算法优化BP神经网络的负荷预测方法，通过采集目标区域在某一时间段的用电负荷数据及对应的天气特征数据，分别归一化后形成原始数据集；利用三层小波分解将原始数据集分解为四个小波；构建并确定BP神经网络的结构、学习效率、目标精度和训练次数，确定改进飞蛾火焰算法的种群规模、迭代次数、搜索空间上下界、搜索速度上下界，依据BP神经网络参数的个数确定飞蛾和火焰的种群维数；利用改进飞蛾火焰算法迭代优化BP神经网络参数，分别对四个小波进行预测得到预测数据，将其叠加，得到最终的负荷预测值。该方法能够更加准确地解决多重场景的用电负荷预测，具有较好的预测精度。
一种基于改进飞蛾火焰算法优化 bp 神经网络负荷预测方法

[发明专利]一种基于三执行器结构的磁悬浮天平及质量测量方法-CN202211201160.3在审
发明人： 许贤泽;宋明星;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-09-29 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： G01G7/04 文献下载
摘要：本发明涉及磁悬浮测量技术，具体涉及一种基于三执行器结构的磁悬浮天平及质量测量方法，包括天平主体外壳、磁浮执行器、反应室、位移传感器和硬件电路。磁浮执行器为包含呈旋转对称分布的3个线圈的三执行器结构，通过位移传感器反馈动子的位置及姿态信息，在控制器作用下产生3路驱动信号，经功率放大后生成驱动电流送入磁浮执行器的3个线圈，产生电磁力使反应室中的动子稳定悬浮，测量并综合分析3路电流来获得反应室中被测样品的质量。该磁悬浮天平的动子能够在复杂反应环境下稳定悬浮，避免了自旋或晃动产生的质量测量误差，实现了样品质量的非接触与高精度测量。采用ZYNQ实现了磁浮执行器的3个线圈的同步控制，实现了仪器的小型化。
一种基于执行结构磁悬浮天平质量测量方法

[发明专利]一种基于自适应改进蜉蝣和BP神经网络的负荷预测方法-CN202210989752.X在审
发明人： 许贤泽;蒋宇飞;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-08-18 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明涉及电力负荷预测技术，具体涉及一种基于自适应改进蜉蝣和BP神经网络的负荷预测方法，采集目标区域在某一时间段的用电负荷数据及对应的天气特征数据，分别归一化后形成原始数据集；利用三层小波分解将原始数据集分解为A3、D1、D2、D3四个小波；构建并确定BP神经网络的结构、学习效率、目标精度和训练次数，确定自适应改进蜉蝣算法的种群规模、迭代次数、搜索空间上下界、搜索速度上下界，依据BP神经网络参数的个数确定蜉蝣种群维数；利用自适应改进蜉蝣算法迭代优化BP神经网络参数，分别对四个小波进行预测得到预测数据A3′、D1′、D2′、D3′，将其叠加，得到最终的负荷预测值。该方法能够更加准确地解决多重场景的用电负荷预测，具有较强的自适应能力。
一种基于自适应改进蜉蝣 bp 神经网络负荷预测方法

[发明专利]一种基于误差跟踪的磁悬浮工作台迭代学习鲁棒控制方法-CN202210913606.9在审
发明人：徐逢秋;何韩;许贤泽;郑通 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-07-27 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种基于误差跟踪的磁悬浮工作台迭代学习鲁棒控制方法，利用磁悬浮平面电机的动态解耦将多自由控制转化为相互独立的单自由度，构建非线性系统模型，结合期望状态轨迹，利用衰减函数设计期望误差轨迹，基构建滑模面，设计自适应鲁棒控制项保证磁悬浮工作台的稳定性，消除不确定项，自适应鲁棒控制项与迭代学习控制项通过并行结构相结合，得到基于误差跟踪的磁悬浮工作台迭代学习鲁棒控制器，对稳定性和误差的收敛性分析，将控制算法应用于实际磁悬浮工作台，验证控制算法的有效性，能够克服现有的多自由度磁悬浮工作台控制方法的局限性，兼顾跟踪精度的同时抑制磁悬浮工作台初始位置误差对基于迭代学习控制方法的影响。
一种基于误差跟踪磁悬浮工作台学习鲁棒控制方法

[发明专利]一种磁悬浮执行器解耦器的设计实现方法-CN202210636200.0在审
发明人： 许贤泽;何加文;彭若桐;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-06-07 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明属于磁悬浮技术领域，公开了一种磁悬浮执行器解耦器的设计实现方法，该解耦器采用伪逆矩阵变换利用电流‑动力传递矩阵求解得到线圈中驱动电流的大小，运用基于空间有限差分的数值计算方法计算得到电流‑动力传递矩阵，基于数值计算方法的SIMD范式以及FPGA的流水线架构，实现数值计算方法的实时计算，从而最终实现磁悬浮执行器的实时解耦。本发明解决了现有解耦方法中解耦精度低、通用性差的问题。采用本发明提供的实时解耦器可以提高磁浮执行器的控制精度以及运动范围。
一种磁悬浮执行器解耦器设计实现方法

[发明专利]一种适用于并行计算的磁悬浮工作台磁力模型构建方法-CN202210636216.1在审
发明人： 许贤泽;宋明星;彭若桐;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-06-07 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明属于磁悬浮技术领域，公开了一种适用于并行计算的磁悬浮工作台磁力模型构建方法，离散化求取磁体阵列的空间磁场分布，并将线圈等效为多个高斯结点，将线圈作用在磁体阵列上磁力及力矩的大小转化为多个高斯节点所受磁力及磁力矩的矢量和，该方法适用于并行计算。本发明解决了现有技术中磁悬浮运动执行器模型的计算精度和效率较低、通用性较差的问题。本发明可以代替有限元、边界元等传统数值分析工具，适合对采用空心线圈和永磁体的磁悬浮运动执行器磁力模型进行精确、快速的求解，无论磁悬浮系统动子处于何种位置与姿态均适用。
一种适用于并行计算磁悬浮工作台磁力模型构建方法

[发明专利]一种磁悬浮工作台结构尺寸参数确定方法-CN202210678238.4在审
发明人： 许贤泽;蒋宇飞;徐逢秋;郑通 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-06-13 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明提出了一种磁悬浮工作台结构尺寸参数确定方法。确定待优化变量，所述的优化变量包括：磁悬浮工作台的待优化结构参数、磁悬浮工作台的优化约束条件；基于磁场模型构建磁悬浮工作台磁力数值模型；对多个优化目标如减小质量，功耗，提高效率，减小刚度等，进行归一化后进行合并，形成复合优化目标函数，复合优化目标函数中的有关磁力计算部分则基于建立的磁悬浮工作台的整体磁力数值模型进行求解。本发明优点在于，将多目标智能优化方法与磁悬浮工作台可并行化数值电磁模型相结合，从而获得一种具有良好通用性的磁悬浮工作台结构尺寸选择方法，提高了磁悬浮工作台结构参数优化效率以及优化结果的准确性。
一种磁悬浮工作台结构尺寸参数确定方法

[发明专利]磁悬浮平面电机鲁棒迭代学习模型预测控制器及应用-CN202210784975.2在审
发明人： 许贤泽;张锴杨;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：公开了一种磁悬浮平面电机鲁棒迭代学习模型预测控制器及应用。针对磁悬浮平面电机X轴的重复运动，建立扰动有界且满足利普希茨连续条件的系统动力学模型以及参考轨迹模型，并根据系统动力学模型以及参考轨迹模型得到跟踪误差模型；根据模型预测控制原理，以结合了上一次迭代周期扰动的跟踪误差模型为学习预测模型，基于扰动利普希茨连续特性的跟踪误差二范数上界为代价函数，建立在状态反馈控制率和有界扰动上的鲁棒正不变集为约束条件，构建了磁悬浮平面电机学习优化控制控制问题。本发明解决了模型预测控制在实际磁悬浮系统中易受扰动影响的问题，采用本发明提供的控制方法提高了磁悬浮平面电机在存在外部扰动时的跟踪性能。
磁悬浮平面电机鲁棒迭代学习模型预测控制器应用

[发明专利]约束不确定系统的误差有界跟踪模型预测控制方法及设备-CN202210725533.0在审
发明人： 许贤泽;张锴杨;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-06-23 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明提出了一种约束不确定系统的误差有界跟踪模型预测控制方法及设备。针对鲁棒控制不变集迭代计算难以求解问题，设计了可有限步终止的几何收缩迭代方法来提高计算的收敛速度，且该方法具有较高的通用性以及较小的计算复杂度；本发明控制策略将误差有界跟踪性能约束引入到模型预测控制，并通过鲁棒控制不变集来保证约束优化问题的可行性，算法的抗干扰能力好，提高了约束不确定系统对时变轨迹的跟踪精度。
约束不确定系统误差跟踪模型预测控制方法设备

[发明专利]一种考虑用户隐私保护的自适应住宅负荷预测方法-CN202210235723.4在审
发明人： 许贤泽;施元;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-03-11 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种考虑用户隐私保护的自适应住宅负荷预测方法，属于电力负荷预测领域。首先获得公共负荷数据和住宅负荷数据并处理；模型服务器构建公共负荷神经网络模型，将公共负荷神经网络模型发送给多个用户端；每个用户端利用住宅负荷训练样本在公共负荷神经网络模型的基础上训练住宅负荷神经网络模型，将住宅负荷神经网络模型传输至模型服务器；模型服务器通过加权平均用户的住宅负神经网络模型参数构建公共负荷神经网络模型；重复上述过程，直至公共负荷神经网络模型参数收敛；用户端利用住宅负荷训练样本对公共负荷神经网络模型进行自适应调整。本发明方法保护隐私并针对特定用户进行调整，使得模型的预测更加准确。
一种考虑用户隐私保护自适应住宅负荷预测方法

[发明专利]一种磁悬浮转台运动控制系统的分数阶滑模运动控制方法-CN202210422695.7在审
发明人： 许贤泽;龚勇兴;徐逢秋 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-04-21 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种磁悬浮转台运动控制系统的分数阶滑模运动控制方法。本发明包括悬浮转台运动控制系统。分数阶滑模运动控制方法根据实时采集的六自由度姿态计算磁悬浮转台每相线圈电流产生的磁力和力矩；结合磁悬浮转台所受的合磁力和合力矩，进一步构建系统动力学方程、连续域和离散域系统状态方程；结合连续域系统状态方程，通过非线性干扰观测器实现对系统集总不确定性扰动的实时补偿；结合磁悬浮转台六自由度状态，构建分数阶比例微分积分滑模面；结合离散域系统状态方程和滑模面，在离散域设计有限时间收敛的分数阶滑模运动控制策略。本发明提升了磁悬浮转台的抗扰性能；提升了磁悬浮转台的轨迹跟踪精度、改善了系统动态性能。
一种磁悬浮转台运动控制系统分数阶滑模控制方法

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