课题基金 / 基金详情

临近空间无人飞行器集群化能源系统能量调度与协同控制

批准号:
61933014
项目类别:
重点项目
资助金额:
300.0 万元
负责人:
左志强
依托单位:
学科分类:
控制理论与技术
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
左志强

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
临近空间无人飞行器是指使用太阳能、氢能等可再生能源作为能量来源,可在高空长时连续 飞行的无人驾驶全电飞行器。能源系统的性能是决定临近空间飞行器长期可靠发挥效力的一个关键因素。临近空间无人飞行器白天的能量来源为太阳能,夜间能量来源为储能电池白天储存的能量,因此,提高储能电池组的供电能力以及提高系统的能流效率是无人飞行器能源系统研究的重点。本项目着眼于无人飞行器对能源系统提出的能量平衡、功率平衡、储能均衡以及能流效率高的设计要求,聚焦于能源系统的建模、分布式协同控制、智能优化与自主决策关键科学问题,并搭建一套集群化能源系统实验平台,为能源系统稳定高效运行做提供强有力的支撑,具有重要的理论意义和工程应用价值。
英文摘要
The near space unmanned aerial vehicle is an autonomous all-electric aircraft that uses renewable energy such as solar energy and hydrogen energy and hence can continuously fly at the high altitude for a long time. The performance of an energy system is a key factor in maintaining the long-term reliability of near space vehicles. The energy source of the space unmanned aerial vehicle is solar energy during the day, while, at night, it becomes the energy stored by the energy storage battery. Therefore, enhancing the power supply capacity of the energy storage battery pack and improving the energy flow efficiency of the system are the research focus on the energy system of the UAV. This project investigates the energy balance, power balance, energy storage balance and energy flow efficiency of the design requirements for the UAV. We focus on some fundamental scientific issues, including energy system modeling, distributed collaboration control, intelligent optimization and decision-making. In addition, the swarm energy system experimental platform will be set up. The research findings will provide a strong support for the stable and efficient operation of energy systems which has important theoretical significance and engineering application value.
临近空间飞行器能源系统的能量调度与协同控制是实现其高效运行和长航时作业的关键技术,对提升飞行器的性能和可靠性具有重要意义。本项目围绕该技术难题,开展了分布式协同控制、能量优化调度、故障诊断与容错控制等方面研究。提出基于自适应事件触发机制的分布式控制策略,实现了饱和约束及扰动影响下的能源系统功率平衡和储能均衡;设计基于多智能体深度强化学习的自主能量优化调度算法,突破了储能单元循环次数限制飞行时长的瓶颈;开发模型与数据驱动相结合的故障诊断方法,实现了资源受限下的故障早期预警、定位与分离。此外,本项目构建了临近空间无人飞行器能源系统实验平台,具备了不同环境和任务工况下能源系统控制与调度性能的分析与测试能力,相关技术已应用于国内某型号太阳能无人机。本项目建立了临近空间飞行器能源系统“感知-控制-管理”一体化研究框架,为能源系统稳定高效运行提供了强有力的支撑。.基于上述工作,本项目共发表期刊论文48篇,其中在IEEE Transactions上发表SCI论文20篇,申请国家发明专利21项,其中授权15项,项目执行期间培养在站博士后2人,博士研究生9人,毕业6人,硕士研究生12人,毕业6人。
具有饱和非线性受限系统的事件触发控制研究
  • 批准号:
    61673292
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    左志强
  • 依托单位:
基于有限量化反馈信息的饱和控制系统研究
  • 批准号:
    61174129
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    左志强
  • 依托单位:
广义受限系统的分析与优化设计
  • 批准号:
    61074089
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    左志强
  • 依托单位:
具有执行器饱和的马尔可夫跳变系统的分析与综合
  • 批准号:
    60774039
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    左志强
  • 依托单位:
国内基金
海外基金