两类动态时滞经济控制模型研究

微分方程及其控制理论在现代经济管理中有着极为广泛的应用，但对于经济现象的时滞效应缺少足够的分析和研究．本文拟就消费和积累比及动态投入产出两类问题中存在的时滞效应进行一些分析研究，从而得出一些有用的结论。

一种实用的经济控制模型及其应用

本文介绍了一种实用的经济控制模型及其实际应用方法。

企业技术能力作用于创新效益的经济控制模型研究

企业要实现经济增长方式的转变,提高企业技术竞争力,并获取较高的创新经济效益,必须建立在技术能力积累和增长的基础上。企业技术能力是企业为支持技术创新的实现,附着在企业内部科技人员、制造设备、科技信息和创新组织中的所有内生化知识存量的总和。它包含有三层含义:企业技术能力的本质是知识;企业技术能力的载体是企业内部的人员、

基于自适应无迹卡尔曼滤波和经济模型预测控制的全钒液流电池SOC/SOP联合估计方法

荷电状态(state of charge,SOC)和峰值功率(state of peak power,SOP)的精确估计对保障电池安全稳定运行具有重要意义。为解决传统估计算法误差高、鲁棒性差等问题,本文提出了一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filtering,AUKF)和经济模型预测控制(economic model predictive control,EMPC)的全钒液流电池(all-vanadium redox batteries,VRB)SOC/SOP联合估计方法。首先,为了提高传统模型的建模精度,本文综合考虑了VRB的电化学场和流体力学场的耦合特性,建立了一个能够全面刻画VRB运行过程的综合等效电路模型,并采用人工蜂群算法(artificial bee colony algorithm,ABC)对模型参数进行离线辨识。随后,考虑到传统的UKF算法无法适应系统噪声,收敛性差,且忽略电池参数变化等缺点,本文提出了基于AUKF的在线参数辨识和SOC估计算法,通过自适应调整UKF算法的参数来提高模型的精度。结合SOC的估计结果,采用EMPC算法估计VRB的SOP,并综合考虑了电压、电流、SOC和电解液流速等约束条件。最后,设计了多种实验工况验证了本文提出的SOC/SOP联合估计算法的精度。文章研究内容能够为液流电池不同运行状态下峰值功率预测和储能电站的精准调度提供依据。

消费者行为经济控制论模型

居民消费是国内需求的重要组成部分,居民的消费行为对一国的经济增长具有重要的意义。1997年至2002年间中国经济增长放缓,在很大程度上受到居民消费下降的影响。因此,在实行积极的财政政策的时候要充分研究、了解消费者的行为特征,才能取得良好的效果。从影响消费者行为的关键因素展开,以经济控制论为工具,研究了消费者的行为模式,动态地描述了消费、储蓄和收入之间的关系,并对如何刺激中国国内消费提出了政策性的建议。

约束非线性系统保安全和稳定的双模经济模型预测控制

考虑输入仿射非线性约束系统的安全与经济优化控制问题,提出一种约束非线性系统高效安全经济模型预测控制(SEMPC)策略。首先引入控制李雅普诺夫障碍函数(CLBF)概念,设计系统运行安全约束和参数化非线性局部控制律。为平衡SEMPC的在线计算量和经济优化性能,构造约束非线性系统的参数化双模模型预测控制(MPC)控制器,其中,控制器自由参数在系统状态进入终端域后在线优化确定。进一步,应用双模控制原理和控制李雅普诺夫函数性质,证明SEMPC策略的递推可行性和闭环系统的渐近稳定性。最后,通过对一连续搅拌釜反应器的安全、经济和稳定控制的仿真实验,验证了本文策略的有效性。

基于随机经济模型预测控制的电热综合能源系统运行优化

北方供暖地区存在大量热电联产机组,其“以热定电”的运行特性限制了机组调峰能力。同时,随着我国能源替代的提出以及风电的快速发展,建立包含风电的电热综合能源系统是降低电热耦合以及系统运行成本的重要手段。因此,建立电热综合能源系统模型,在满足用户电热负荷需求的基础上,综合考虑风电不确定性以及系统动态过程中的经济性,提出一种基于情景树结构的随机经济模型预测控制策略。为了降低风电功率随机性干扰和风电功率变化难以描述的问题,提出采用一种改进的非线性变换方法建立风电功率非高斯分布模型,在此基础上建立基于情景树结构的风电功率变化显式表达结构,在保证鲁棒性的同时降低了优化过程中风电随机性的干扰。最后,通过累计节约成本的复合单步增长率指标验证所提策略的有效性。

锅炉–汽轮机系统的模糊经济模型预测控制

现代电厂的优化控制通常采用双层控制结构,上层通过优化经济性能指标获得稳态设定值,传递到下层实现设定值跟踪.然而,传统的控制结构往往会忽略动态跟踪过程中的经济性能.本文针对锅炉–汽轮机系统设计了基于模糊模型的经济模型预测控制策略.通过离线设计稳定的线性反馈控制律和可行域,来保证优化问题的递推可行性和稳定性.通过在线求解双模态经济模型预测控制优化问题,实现锅炉汽轮机系统动态过程中经济性能的提高.大范围和小范围负荷变化情况下的仿真结果表明了本文提出的模糊经济模型预测控制的有效性.

变速风力发电机组的经济模型预测控制

在风力发电控制系统中,模型预测控制是降低发电成本、提高能源利用率的有效方式。经济模型预测控制,旨在用一个优化问题实现不同区域控制目标,同时实现运行区域间的高效切换。以5 MW风电机组作为研究对象,对两种控制策略进行了仿真对比。结果表明经济模型预测控制不仅实现机组不同区域的控制目标同时提高闭环经济性能,尤其在区域切换过程中,可以有效提高风能利用,减小结构疲劳,对改善风电的电能质量,延长机组使用寿命具有重要意义。

基于经济模型预测控制的金氰化浸出过程动态实时优化

针对金氰化浸出过程时间常数大、不确定性强等问题,提出了一种基于经济模型预测控制(EMPC)的动态实时优化方法。不同于传统的模型预测控制,EMPC将经济指标直接作为滚动优化的目标函数,在每个采样时刻求解滚动窗口内的最优操作序列。和稳态优化方法相比,基于EMPC的方法能保证动态最优性,提高经济收益。此外,金氰化浸出过程受随机噪声、未知参数可变等不确定性影响,提出使用扩展卡尔曼滤波(EKF),通过构造增广系统对状态变量及不确定参数进行在线同步估计,加强EMPC的准确性和可靠性。仿真结果表明,提出的EMPC+EKF策略能有效提高金氰化浸出过程的经济性能。

基于经济模型预测控制的多虚拟电厂两阶段协调优化调度

在考虑新能源出力具有不确定性的条件下,如何实现多虚拟电厂经济优化运行是当前研究的热点。本文提出了基于经济模型预测控制的多虚拟电厂日前日内两阶段协调优化调度方法。首先,建立了包括风电机组和燃气轮机的分布式电源模型及储能电池模型,设计了参与需求响应的可中断负荷模型;接着,以最大化多虚拟电厂收益为目标,基于改进经济模型预测控制,日前调度通过引入纳什最优决策来实现多虚拟电厂最优经济调度,其中,预测域长度根据风电预测误差自适应选取,以降低风电预测不确定性对调度模型的影响;进一步,计及经济性,设计了弥补日前功率偏差的日内实时反馈调度策略。算例分析表明,相较单虚拟电厂仅与大电网交易,多虚拟电厂联合运行总利润提高26.75%;相较定步长,自适应域步长下交易电量误差降低了78.28%,所提出的调度方案有效应对了不确定性风电出力,提高调度精度的同时实现了多虚拟电厂整体最优经济运行,由此验证了模型的正确性和可行性。

基于稳定经济模型预测控制的集群电动汽车辅助电网调频控制策略

针对电动汽车(EV)聚合建模忽略单体差异以及EV辅助电网调频难以兼顾经济性与稳定性等问题,该文首先,考虑电池容量差异,基于马尔科夫链理论提出了EV动态演化过程转移概率计算方法,推导了关于荷电状态的转移概率分布函数,构建了EV聚合模型,并建立了EV参与的两区域互联系统联合调频控制模型;然后,提出了基于稳定经济模型预测控制的双模态集群EV辅助电网调频控制策略,模态1通过经济模型预测控制降低调节成本,模态2利用辅助控制器确保系统稳定性;最后,通过仿真算例表明,聚合模型具有较高精度,控制策略能够优化协调各资源出力,在维持系统频率稳定的基础上,改善了频率调节过程中系统的经济性。

基于经济模型预测控制的光伏光热一体化热泵系统动态能效优化

光伏光热一体化热泵(photovoltaic/thermal integrated heat pump,PV/T-HP)技术是实现低碳建筑高效供热的重要途径之一。然而,PV/T-HP系统的能源输入及负荷需求通常处于动态变化中,导致系统偏离稳态设计工况,运行能效下降。为解决这一问题,该文采用经济模型预测控制(economic model predictive control,EMPC)算法实现PV/T-HP系统在动态运行环境中的能效优化。首先,建立PV/T-HP建筑热水供应系统的动态仿真非线性机理模型,并采用子空间辨识方法获得简化的局部线性化状态空间模型。然后,基于系统的状态空间模型设计EMPC控制架构,以动态平均能效比为目标函数,以供热品质及设备运行要求为约束条件,逐时求解最优输入变量,实现滚动优化。最后,设计仿真验证实验,分析系统热电能量输运特性,并与传统模型预测控制方法(model predictive control,MPC)进行对比。结果表明,所提出的EMPC算法可以根据源荷变化,实现PV/T-HP多变量控制系统的高效协调动作,在满足热水负荷及温度要求的条件下,显著提升系统的动态运行综合能效。

利用经济控制论模型减少粮食产后损失

利用经济控制论原理建立了减少粮食产后系统损失的模型,并根据对浙江省金华、嘉兴、宁波3个试点进行的调查与测试所得的大量数据进行了模拟运算。结果表明,通过控制,粮食产后系统损失可以大为减小。

基于经济模型预测控制的证券投资组合策略

证券投资的目的是实现收益最大化的同时将风险降到最低。针对风险态度不同的投资者,本文利用经济模型预测控制(EMPC)研究多目标证券投资组合问题,通过Utopia跟踪法求解得到不同风险态度下保证收益最大化和风险最小化的多目标证券投资组合策略。最后,通过仿真验证了该策略的有效性。

具有控制约束的动态投入产出与经济系统最优控制

研究基于动态投入产出理论的确定性线性经济系统控制模型.对于具有控制积分不等式约束的二次型性能指标的经济系统给出了最优调节规律和最小的经济损耗.

带经济成本函数的区间预测控制

将区间预测控制和经济模型预测控制的目标函数结合,得到满足控制要求且经济效益更好的新型控制策略。实际生产中,特别是多变量耦合的复杂过程,某些被控变量只需满足某特定区间即可,而经济模型预测控制以过程经济或过程成本为目标函数,该目标函数使系统以过程的经济效益最大化为控制目标。因此本文提出一种将经济成本函数融入到区间预测控制的方法,利用预测时域分割的方法将经济成本项和区间控制项融合成一个目标函数的前后两个部分,调节时域分割点和权重系数能够兼顾区间控制和过程的经济性能。与传统形式的区间预测控制和经济模型预测控制相比,时域分割策略有更好的经济性能和响应速度。最后对连续搅拌釜反应器进行仿真实验,对比分析各个参数对控制效果的影响以及3种控制策略的性能,结果表明了时域分割策略的有效性。

模式切换类经济预测控制切换时间在线估计

针对一类非线性仿射系统,提出一种在线估计切换时间的经济模型预测控制算法,并将其拓展到长周期控制过程中。有限时间内,将切换时间作为变量实时更新估计,确定最优的切换操作点,以保证每一时刻都可以在控制目标可达的前提下经济性能最优,避免了传统切换经济预测控制策略可能出现的控制目标不可达或经济性能较差的情况。进一步,将该策略作为单周期应用到长周期优化控制过程中,当系统受到扰动时,开始一个新的优化控制周期,实现优化模式与控制模式的灵活切换,同时可以及时应对扰动的出现。该策略保证系统的综合性能最优,仿真结果证明了方法的有效性。

基于风光储双层母线微电网的分布式模型预测控制

针对风光储互补的双层母线直流微电网系统,提出一种基于多端口变换器直流微电网分布式模型预测控制策略。首先,建立各个子微网系统中风电系统、光伏系统和储能系统的数学模型,其次,依据风电系统、光伏系统工作在经济最优,发电功率最大,储能系统作为补充的原则,采用分布式模型预测控制算法优化风电系统、光伏系统输出功率,保证高低压侧母线负荷跟踪性能和经济性能。最后,通过微网间DC/DC变换器进行PI控制,实现高低压母线间能量平衡,维持母线电压稳定。通过仿真、实验验证,所提控制策略能够实现各个微电网发电单元经济最优的同时,维持高低压侧母线的功率平衡和母线电压稳定,提高了系统的运行可靠性。