技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種考慮風(fēng)湍流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制器。

背景技術(shù)：

模型預(yù)測(cè)控制（MPC）又稱(chēng)基于模型的預(yù)測(cè)控制（MBPC），它的四個(gè)基本原則是預(yù)測(cè)模型、參考響應(yīng)軌跡、滾動(dòng)優(yōu)化、反饋校正。

預(yù)測(cè)控制是一種基于模型的算法，是不同于普通PID 控制的根本所在。預(yù)測(cè)模型強(qiáng)調(diào)其預(yù)測(cè)功能而不論其形式根據(jù)預(yù)測(cè)模型展示的未來(lái)行為，依據(jù)某種參考軌跡及優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合反饋信息，及時(shí)調(diào)整，以求出未來(lái)輸入序列作為有自適應(yīng)機(jī)制的預(yù)測(cè)控制。根據(jù)設(shè)定值建立參考響應(yīng)軌跡，使被控變量沿著參考響應(yīng)軌跡逐步趨向設(shè)定值，可防止直接跟蹤可能帶來(lái)的大幅超調(diào)而導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間振蕩。模型預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化是模型預(yù)測(cè)控制的優(yōu)化是一種反饋控制律，其控制量的大小是根據(jù)預(yù)測(cè)輸出偏差來(lái)調(diào)整的。滾動(dòng)優(yōu)化是預(yù)測(cè)控制區(qū)別于傳統(tǒng)最優(yōu)控制的根本點(diǎn)。傳統(tǒng)的最優(yōu)控制是用一個(gè)性能函數(shù)來(lái)判斷全局最優(yōu)化，預(yù)測(cè)控制的優(yōu)化不是一次離線(xiàn)完成，而是反復(fù)進(jìn)行的，因此適用于動(dòng)態(tài)特性變化和存在不確定因素的復(fù)雜工業(yè)過(guò)程。預(yù)測(cè)控制是一種閉環(huán)控制方法，通過(guò)滾動(dòng)優(yōu)化，確定一系列未來(lái)輸入后，預(yù)測(cè)控制僅把當(dāng)前時(shí)刻的控制輸入作用于對(duì)象，而不是逐一實(shí)施。各個(gè)輸入序列到下一采樣時(shí)刻，檢測(cè)實(shí)際輸出，并根據(jù)這一實(shí)時(shí)信息直接或間接地對(duì)原預(yù)測(cè)模型進(jìn)行修正，比如，優(yōu)化時(shí)加入預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的誤差分量或根據(jù)實(shí)時(shí)輸出信息在線(xiàn)辨識(shí)修改模型，然后進(jìn)行新的優(yōu)化。輸入控制序列不像傳統(tǒng)的最優(yōu)控制一次算出，而是反復(fù)在線(xiàn)求出提高了對(duì)模型失配及環(huán)境干擾的魯棒性。

預(yù)測(cè)控制的主要特征是：以預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)，采用二次在線(xiàn)滾動(dòng)優(yōu)化性能指標(biāo)和反饋校正等控制策略來(lái)消除被控對(duì)象建模誤差，克服結(jié)構(gòu)、參數(shù)與環(huán)境等不確定性因素的影響，有效地彌補(bǔ)了現(xiàn)代控制理論對(duì)復(fù)雜受控對(duì)象本身無(wú)法避免的不足。針對(duì)風(fēng)電的被控對(duì)象建模困難，結(jié)構(gòu)與參數(shù)具有不確定，風(fēng)資源大擾動(dòng)等特點(diǎn)，更具備適用性。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制變量主要是槳距角和轉(zhuǎn)矩，在不同的運(yùn)行階段，其控制目標(biāo)不同，采用的控制變量也不同。一臺(tái)變速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組典型的運(yùn)行階段和其運(yùn)行軌跡如圖5所示。

階段1是并網(wǎng)轉(zhuǎn)速之前，控制系統(tǒng)主要是監(jiān)控風(fēng)速狀況是否滿(mǎn)足并網(wǎng)條件，滿(mǎn)足條件則執(zhí)行啟動(dòng)過(guò)程，打開(kāi)槳距角增加雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速到并網(wǎng)轉(zhuǎn)速切入電網(wǎng)后轉(zhuǎn)換到階段12。

階段12是階段1和階段2的過(guò)渡階段，按一個(gè)設(shè)定的斜率增加轉(zhuǎn)矩給定到階段2的最優(yōu)給定曲線(xiàn)上即可。

階段2是低風(fēng)速最優(yōu)功率跟蹤階段，是雙饋風(fēng)電機(jī)組的主要發(fā)電階段，在階段2控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩從風(fēng)中捕獲最大的能量。

階段23是階段2和階段3的過(guò)渡階段，按一個(gè)設(shè)定的斜率增加轉(zhuǎn)矩給定到階段3。

階段3是變槳控制限制功率階段，控制變槳保證機(jī)組輸出功率穩(wěn)定在額定值。這個(gè)階段雙饋風(fēng)電機(jī)組承受載荷比較大，對(duì)塔筒的晃動(dòng)，葉片的揮舞以及主傳動(dòng)鏈的扭振都必須加以控制。

由上分析可以看出，風(fēng)電機(jī)組控制器的控制目標(biāo)是：（1）風(fēng)電機(jī)組在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠地在上述5個(gè)階段運(yùn)行；（2）優(yōu)化機(jī)組的運(yùn)行性能，提高機(jī)組的發(fā)電效率與質(zhì)量，減小機(jī)組的機(jī)械載荷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于風(fēng)湍流的模型預(yù)測(cè)控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)沒(méi)有參考軌跡可能帶來(lái)大幅超調(diào)和長(zhǎng)時(shí)間振蕩，并能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行性能優(yōu)化，提高機(jī)組的發(fā)電質(zhì)量，減小機(jī)組的機(jī)械載荷，保證控制策略在風(fēng)湍流時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和快速跟隨。發(fā)明考慮風(fēng)湍流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全工況模型預(yù)測(cè)控制器，目的是為了解決以上問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的全工況最優(yōu)化控制。

發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種考慮風(fēng)湍流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全工況模型預(yù)測(cè)控制器，控制器采用模型預(yù)測(cè)控制方法，模型預(yù)測(cè)控制器（ MPC控制器）內(nèi)部包括狀態(tài)估計(jì)模塊、預(yù)測(cè)模塊、在線(xiàn)校正模塊、參考軌跡模塊、滾動(dòng)優(yōu)化模塊，如圖2模型預(yù)測(cè)控制器（MPC控制器）原理框圖所示；其中預(yù)測(cè)模塊有兩個(gè)預(yù)測(cè)模型：轉(zhuǎn)矩控制預(yù)測(cè)模型、變槳控制預(yù)測(cè)模型，其控制量分別為轉(zhuǎn)矩和槳距角，兩個(gè)預(yù)測(cè)模型可在不同的工況下進(jìn)行自動(dòng)切換：在額定風(fēng)速和額定風(fēng)速以下時(shí)投入控制量為轉(zhuǎn)矩的預(yù)測(cè)模型，額定風(fēng)速以上時(shí)投入控制量為槳距角的預(yù)測(cè)模型；其中參考軌跡單元根據(jù)系統(tǒng)的工況選擇對(duì)應(yīng)的參考軌跡；上述預(yù)測(cè)模型為計(jì)入風(fēng)湍流變量的離散狀態(tài)空間模型。

一種考慮風(fēng)湍流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全工況模型預(yù)測(cè)控制器，轉(zhuǎn)矩控制預(yù)測(cè)模型，考慮了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)位移、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)速度、葉片平面外一階揮舞位移、葉片平面外一階揮舞速度、塔筒前后一階擺動(dòng)位移、塔筒前后一階擺動(dòng)速度七個(gè)狀態(tài)變量，并將風(fēng)速增量作為擾動(dòng)輸入變量。變槳控制預(yù)測(cè)模型，考慮了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)位移、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)速度三個(gè)狀態(tài)變量，并將風(fēng)速增量作為擾動(dòng)輸入變量。

模型預(yù)測(cè)控制器控制步驟如下：

（1）進(jìn)行系統(tǒng)的離線(xiàn)準(zhǔn)備和初始化。設(shè)定采樣周期；設(shè)定預(yù)測(cè)模塊、在線(xiàn)校正模塊、滾動(dòng)優(yōu)化模塊的系數(shù)矩陣；設(shè)定狀態(tài)變量和預(yù)測(cè)初值。

（2）狀態(tài)估計(jì)模塊接收來(lái)自觀測(cè)器的系統(tǒng)狀態(tài)變量，對(duì)不可測(cè)變量進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，將估計(jì)后的狀態(tài)變量輸入預(yù)測(cè)模塊。

（3）預(yù)測(cè)模塊接收風(fēng)速增量和狀態(tài)估計(jì)模塊的輸出，判斷系統(tǒng)所處的運(yùn)行工況，選擇匹配的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)運(yùn)算，得到控制時(shí)域內(nèi)的控制輸出變量。

（4）在線(xiàn)校正模塊將下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)模型輸出與本時(shí)刻的實(shí)際輸出進(jìn)行比較，構(gòu)成輸出誤差，將上述輸出誤差與本時(shí)刻的預(yù)測(cè)模型輸出值疊加，作為校正后的預(yù)測(cè)值。

（5）參考軌跡模塊，根據(jù)系統(tǒng)所處的運(yùn)行工況選擇控制參考值，然后通過(guò)參考模型生成一階指數(shù)變化形式參考軌跡。

（6）滾動(dòng)優(yōu)化模塊首先計(jì)算在線(xiàn)校正模塊輸出的預(yù)測(cè)值和參考軌跡間的偏差，并通過(guò)目標(biāo)函數(shù)懲罰，采用優(yōu)化計(jì)算方法進(jìn)行求解，得出最優(yōu)解。然后將即時(shí)控制增量與上一時(shí)刻的控制量疊加構(gòu)成實(shí)際控制量。

（7）滾動(dòng)優(yōu)化模塊產(chǎn)生的實(shí)際控制量輸入變槳驅(qū)動(dòng)器和變流器，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)觀測(cè)器采樣后進(jìn)入狀態(tài)估計(jì)模塊。

采用上述技術(shù)方案的有益效果是：

1．本控制器采用的模型預(yù)測(cè)控制方法，由于具有滾動(dòng)優(yōu)化模塊和參考軌跡模塊，系統(tǒng)本身考慮了動(dòng)態(tài)特性變化和不確定因素的影響；同時(shí)避免了系統(tǒng)大幅超調(diào)，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間振蕩的現(xiàn)象；

2．本控制器的預(yù)測(cè)模型包含傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)位移、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)速度、葉片平面外一階揮舞位移、葉片平面外一階揮舞速度、塔筒前后一階擺動(dòng)位移、塔筒前后一階擺動(dòng)速度，減小機(jī)組的機(jī)械載荷等狀態(tài)變量，同時(shí)在優(yōu)化模型中增加了各狀態(tài)變量的約束條件，可以有效控制機(jī)組的機(jī)械載荷。

3．本控制器的預(yù)測(cè)模型包含風(fēng)速擾動(dòng)變量，將每一采樣時(shí)刻的風(fēng)速擾動(dòng)都計(jì)入了控制策略中，可以保證在風(fēng)速擾動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和快速跟隨。

4．本控制器預(yù)測(cè)模塊有兩個(gè)預(yù)測(cè)模型，變槳控制預(yù)測(cè)模型和轉(zhuǎn)矩控制預(yù)測(cè)模型，兩個(gè)預(yù)測(cè)模型可在不同的工況下進(jìn)行自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了全工況運(yùn)行。

附圖說(shuō)明：

圖1為風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制原理框圖；

圖2為圖1中模型預(yù)測(cè)控制器（MPC控制器）原理框圖；

圖3為模型預(yù)測(cè)控制器在線(xiàn)計(jì)算流程圖；

系統(tǒng)組成編號(hào)：風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制器1、變槳驅(qū)動(dòng)器2、風(fēng)輪3、傳動(dòng)鏈4、塔筒5、觀測(cè)器6、變流器7、發(fā)電單元8、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型9、狀態(tài)估計(jì)模塊10、預(yù)測(cè)模塊11、在線(xiàn)校正模塊12、參考軌跡模塊13、滾動(dòng)優(yōu)化模塊14、風(fēng)速擾動(dòng)15、約束條件16。

圖4為湍流風(fēng)速下MBPC控制器效果圖

圖5為變速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組典型的運(yùn)行階段和其運(yùn)行軌跡圖。

具體實(shí)施案例：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1（雙饋風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制原理框圖）所示，系統(tǒng)中包括模型預(yù)測(cè)控制器，即MPC控制器1、變漿驅(qū)動(dòng)器2、風(fēng)輪3、傳動(dòng)鏈4、塔筒5、觀測(cè)器6、變流器7和發(fā)電單元8。系統(tǒng)中風(fēng)輪3、傳動(dòng)鏈4、塔筒5和發(fā)電單元8的狀態(tài)變量通過(guò)觀測(cè)器6觀測(cè)得到，觀測(cè)結(jié)果傳遞給MPC控制器1，通過(guò)MPC控制器1得到葉片槳距角和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的調(diào)整值，通過(guò)變槳驅(qū)動(dòng)器2和變流器7對(duì)葉片和發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

如圖2（MPC控制器原理框圖）所示，模型預(yù)測(cè)控制器1，即MPC控制器1，內(nèi)部包括狀態(tài)估計(jì)模塊10、預(yù)測(cè)模塊11、在線(xiàn)校正模塊12、參考軌跡模塊13、滾動(dòng)優(yōu)化模塊14。

對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制量為轉(zhuǎn)矩的預(yù)測(cè)模型，即轉(zhuǎn)矩控制預(yù)測(cè)模型，考慮了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)位移、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)速度、葉片平面外一階揮舞位移、葉片平面外一階揮舞速度、塔筒前后一階擺動(dòng)位移、塔筒前后一階擺動(dòng)速度七個(gè)狀態(tài)變量，并將風(fēng)速增量作為擾動(dòng)輸入變量。

其離散化之前的狀態(tài)空間模型如下：

(1)

其中，第一個(gè)矩陣中，M₁₁=葉片一階模態(tài)的質(zhì)量系數(shù)，M₁₄=葉片一階拍動(dòng)模態(tài)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合的質(zhì)量系數(shù)，M₁₇=葉片一階拍動(dòng)模態(tài)和塔座一節(jié)前后模態(tài)結(jié)合的質(zhì)量系數(shù)，M₄₁=轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)與葉片一階拍動(dòng)結(jié)合的質(zhì)量系數(shù)，M₄₇=轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)與塔座一階前后模態(tài)結(jié)合的質(zhì)量系數(shù)，M₇₁=塔座一階前后模態(tài)與葉片一階拍動(dòng)模態(tài)結(jié)合的質(zhì)量系數(shù)，M₇₄=塔座一階前后模態(tài)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合的質(zhì)量系數(shù)，M₇₇=塔座一階前后模態(tài)的質(zhì)量系數(shù)。I_rot=轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，I_gen = 發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

第二個(gè)矩陣中，=葉片一階模態(tài)的剛度系數(shù)，=葉片一階模態(tài)的阻尼系數(shù)，=葉片一階拍動(dòng)模態(tài)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合的阻尼系數(shù)，=葉片一階拍動(dòng)模態(tài)和塔座一階前后模態(tài)結(jié)合的剛度系數(shù)，=葉片一階拍動(dòng)模態(tài)與塔座一階前后模態(tài)結(jié)合的阻尼系數(shù)，= 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)與葉片一階拍動(dòng)結(jié)合的阻尼系數(shù)，=轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)與塔座一階前后模態(tài)結(jié)合的阻尼系數(shù)，=塔座一階前后模態(tài)與葉片一階拍動(dòng)模態(tài)結(jié)合的剛度系數(shù)，=塔座一階前后模態(tài)與葉片一階拍動(dòng)模態(tài)結(jié)合的阻尼系數(shù)，=塔座一階前后模態(tài)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合的阻尼系數(shù)，=塔座一階模態(tài)的剛度系數(shù)，=塔座一階模態(tài)的阻尼系數(shù)。=驅(qū)動(dòng)鏈扭動(dòng)的阻尼，= 驅(qū)動(dòng)鏈扭動(dòng)的剛度，= 。

第3和4個(gè)列矩陣中，=，=，=，==，=其中（）（w₁=w）。

不穩(wěn)定的葉片-1模態(tài)1拍打位移；不穩(wěn)定的葉片-1模態(tài)1拍打速率；=δ轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速率；=不穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)鏈扭動(dòng)的彈性推動(dòng)；不穩(wěn)定的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速率；不穩(wěn)定的塔座最初模態(tài)的前-后偏差；不穩(wěn)定的塔座最初模態(tài)的前-后速率。

控制量為轉(zhuǎn)矩的預(yù)測(cè)模型，即轉(zhuǎn)矩控制預(yù)測(cè)模型，考慮了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)位移、傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)速度三個(gè)狀態(tài)變量，并將風(fēng)速增量作為擾動(dòng)輸入變量，其離散化之前的狀態(tài)空間模型如下：

（2）

其中x₈為風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，x₉ 傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)位移，x₁₀傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)速度，方程（1）和方程（2）的輸入量也是控制增量輸入向量，為擾動(dòng)增量輸入向量，為測(cè)量輸出向量，其他矩陣對(duì)應(yīng)于狀態(tài)空間的標(biāo)準(zhǔn)形式：

為狀態(tài)矩陣，為控制輸入增益矩陣，為擾動(dòng)輸入增益矩陣，為狀態(tài)輸出矩陣，為的微分。

狀態(tài)估計(jì)模塊10，采用卡爾曼濾波器，對(duì)葉片一階揮舞位移等狀態(tài)方程的狀態(tài)量進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，其算法如下：

計(jì)算當(dāng)前的估計(jì)狀態(tài)：

（3）

其中是觀測(cè)器6增益：

（4）

其中是誤差方差陣：

（5）

計(jì)算下一步更新?tīng)顟B(tài)和誤差方差陣：

（6）

（7）

其中,Q是高斯白噪聲的協(xié)方差陣。

使用代替計(jì)算預(yù)測(cè)輸出，采用狀態(tài)觀測(cè)器6后，最優(yōu)控制輸出的計(jì)算與以前是完全一樣的。

預(yù)測(cè)模塊11，包含變槳控制預(yù)測(cè)模型和轉(zhuǎn)矩控制預(yù)測(cè)模型，分別如式（1）和式（2）所示，兩個(gè)預(yù)測(cè)模型可在不同的工況下進(jìn)行自動(dòng)切換，在額定風(fēng)速和額定風(fēng)速以下時(shí)采用轉(zhuǎn)矩控制預(yù)測(cè)模型，額定風(fēng)速以上時(shí)采用變槳控制預(yù)測(cè)模型。兩者之間的切換根據(jù)功率曲線(xiàn)上的參考點(diǎn)的參數(shù)值進(jìn)行判斷，并有少量的控制裕度。

在線(xiàn)校正模塊12，將下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)模型輸出與本時(shí)刻的實(shí)際輸出進(jìn)行比較，構(gòu)成輸出誤差，這一誤差信息反映了模型中未包括的不確定因素對(duì)輸出的影響，可用來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的輸出誤差，校正模型的預(yù)測(cè)誤差。將上述輸出誤差與本時(shí)刻的預(yù)測(cè)模型輸出值疊加，作為校正后的預(yù)測(cè)值。

參考軌跡模塊13，其中參考模型采用一階指數(shù)變化形式

（8）

其中，；：為參考軌跡的時(shí)間常數(shù)；下標(biāo)r表示參考值；為當(dāng)前時(shí)刻的控制輸出反饋值；：為設(shè)定值。

滾動(dòng)優(yōu)化模塊14，首先計(jì)算在線(xiàn)校正模塊12輸出的預(yù)測(cè)值和參考軌跡之間的偏差通過(guò)目標(biāo)函數(shù)懲罰。

（9）

約束條件為：

（10）

其中對(duì)角陣分別為誤差權(quán)矩陣和控制權(quán)矩陣。

通過(guò)優(yōu)化求解方法求出最優(yōu)解，其中即時(shí)控制增量可寫(xiě)作：

（11）

即時(shí)控制增量與上一時(shí)刻的控制量構(gòu)成實(shí)際控制量

（12）

圖3為上述模型預(yù)測(cè)控制器實(shí)時(shí)控制模塊的在線(xiàn)計(jì)算流程圖。

上述模型預(yù)測(cè)控制器的在線(xiàn)計(jì)算由初始化模塊與實(shí)時(shí)控制模塊組成。初始化模塊是在運(yùn)行的第一步檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際輸出y(k)，并把它設(shè)定為預(yù)測(cè)初值。從第二步起即轉(zhuǎn)入實(shí)時(shí)控制模塊，在每一個(gè)采樣時(shí)刻的在線(xiàn)計(jì)算流程如圖3所示。

其中，步驟4的參考軌跡先根據(jù)工況設(shè)定目標(biāo)值，然后根據(jù)公式（8）生成參考軌跡。步驟5中的優(yōu)化函數(shù)為公式（9），約束條件根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行設(shè)定，控制增量的求解采用QP標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題求解算法進(jìn)行計(jì)算。步驟6中采用的公式為式（10）和式（11）。步驟7中的狀態(tài)估計(jì)模塊10采用公式（3）~（7）進(jìn)行求解。步驟8中對(duì)工況的判斷是根據(jù)功率曲線(xiàn)上的參考點(diǎn)的參數(shù)值進(jìn)行判斷，預(yù)測(cè)模型分別為公式（1）和公式（2）的離散化方程。