Číslo projektu:
VEGA 1/0585/19
Názov projektu:
Laditeľné explicitné regulátory pre systémy s rýchlou dynamikou
Grantová schéma:
Vega
Typ projektu:
Výskumné projekty VEGA
Začiatok projektu:
01.01.2019
Koniec projektu:
31.12.2022
Zodpovedný riešiteľ:
Michal Kvasnica
Riešitelia:
Tereza Ábelová, Peter Bakaráč, Monika Bakošová, Kristína Fedorová, Miroslav Fikar, Matúš Furka, Karol Kiš, Martin Klaučo, Roman Kohút, Juraj Oravec, Petra Valiauga

Cieľe projektu: Náplňou projektu je základný výskum v oblasti vývoja ucelenej koncepcie návrhu, syntézy a implementácie explicitných prediktívnych regulátorov umožňujúcich ladenie parametrov účelovej funkcie a predikčného modelu za behu riadiaceho systému bez potreby jeho odstávky. Explicitné prediktívne regulátory totiž v sebe kombinujú kvalitu a bezpečnosť nelineárneho optimálneho riadenia s jednoduchosťou a rýchlosťou implementácie porovnateľnou s lineárnymi regulátormi. Tým pádom umožňujú kvalitnú a bezpečnú reguláciu systémov s rýchlou dynamikou s časovými konštantami rádovo v mili- až mikrosekundách. Ich hlavnou nevýhodou je však nemožnosť zmeny nastavenia za behu. Odstránenie tejto nevýhody povedie nielen k rozvoju teórie optimálneho a prediktívneho riadenia, ale aj k širšiemu nasadeniu týchto regulátorov v procesnej automatizácii, kde je dôraz kladený na kvalitu a bezpečnosť prevádzky. Výsledky projektu budú implementované a experimentálne overené na bežne dostupných hardvérových riadiacich platformách.

Publikácie

2023

  1. R. Mitze – M. Kvasnica – M. Mönnigmann: Exploiting symmetries in active set enumeration for constrained linear–quadratic optimal control. Automatica, č. 110900, zv. 151, str. 1–8, 2023.

2022

  1. K. FedorováM. Kvasnica: Predictive Thermal Management of an Industrial Battery Energy Storage System. V 2022 Cybernetics & Informatics (K&I), 2022.
  2. M. FikarM. KlaučoR. Paulen: Theory of Automatic Control I. Practice Examples, FCHPT STU v Bratislave, 2022.
  3. C. Jugade – D. Ingole – D. Sonawane – M. Kvasnica – J. Gustafson: A Memory Efficient FPGA Implementation of Offset-Free Explicit Model Predictive Controller. IEEE Transactions on Control Systems Technology, str. 1–12, 2022.
  4. R. KohútM. Kvasnica: Construction of Robust Load Forecasting Models for the Process Industry. V 2022 Cybernetics & Informatics (K&I), 2022.
  5. J. MiklešĽ. ČirkaJ. OravecM. Fikar: Návrh H2 a Hinf riadenia s využitím Ljapunovových funkcií, FCHPT STU v Bratislave, 2022.
  6. J. OravecM. Klaučo: Real-time tunable approximated explicit MPC. Automatica, zv. 142, str. 110315, 2022.

2021

  1. R. Dyrska – R. Mitze – M. FikarM. Kvasnica – M. Mönnigmann: Skipping Optimization Problems in Nonlinear Model Predictive Control by Exploiting Saturation. Editor(i): R. Paulen, M. Fikar and J. Oravec, V Proceedings of the 23rd International Conference on Process Control - Summaries Volume, Slovak Chemical Library, Slovak University of Technology in Bratislava, Radlinského 9, SK812-37, Bratislava, Slovakia, str. 48–48, 2021.
  2. D. Efremov – T. Haniš – M. Klaučo: Haptic Driver Guidance for Lateral Driving Envelope Protection Using Model Predictive Control. V IEEE Intelligent Vehicles Symposium, IEEE Xplore, Las Vegas, NV, USA, USA, 2021.
  3. K. FedorováR. KohútM. Kvasnica: Streamlining Active Set Method in MPC using Cache Memory. V Preprints of the 7th IFAC Conference on Nonlinear Model Predictive Control, IFAC-PapersOnLine, Bratislava, Slovakia, č. 6, zv. 54, 2021.
  4. M. Furka – K. KišP. BakaráčM. Klaučo: Nonlinear MPC Policy for Systems with Data Driven Identification. V Proceedings of the 7th IFAC Conference on Nonlinear Model Predictive Control, IFAC-PapersOnline, č. 54, 2021.
  5. M. Furka – K. KišM. KlaučoM. Kvasnica: Usage of Homomorphic Encryption Algorithms in Process Control. Editor(i): R. Paulen and M. Fikar, V Proceedings of the 23rd International Conference on Process Control, IEEE, Slovak University of Technology, str. 43–48, 2021.
  6. M. Horváthová – N. Ishihara – J. Oravec – Y. Chida: Robust Setpoint Tracking of a Linear System with Discrete Actuators. Editor(i): R. Paulen and M. Fikar, V Proceedings of the 23rd International Conference on Process Control, IEEE, Slovak University of Technology, str. 229–236, 2021.
  7. Y. Jiang – J. Oravec – B. Houska – M. Kvasnica: Parallel MPC for Linear Systems with Input Constraints. IEEE Transactions on Automatic Control, č. 7, zv. 66, str. 3401–3408, 2021.
  8. K. KišM. KlaučoM. Kvasnica: Explicit MPC in the form of Sparse Neural Networks. Editor(i): R. Paulen and M. Fikar, V Proceedings of the 23rd International Conference on Process Control, IEEE, Slovak University of Technology, str. 163–168, 2021.
  9. R. KohútL. GalčíkováK. FedorováT. Ábelová – M. Bakošová – M. Kvasnica: Hidden Markov Model-based Warm-start of Active Set Method in Model Predictive Control. Editor(i): R. Paulen and M. Fikar, V Proceedings of the 23rd International Conference on Process Control, IEEE, Slovak University of Technology, 2021.
  10. M. Mojto – M. HorváthováK. Kiš – M. Furka – M. Bakošová: Predictive control of a cascade of biochemical reactors. Acta Chimica Slovaca, č. 1, zv. 14, str. 51–59, 2021.

2020

  1. P. BakaráčM. KlaučoJ. Oravec – M. Furka: Mikroprocesorová platforma s vnoreným dynamickým procesom. 2020.
  2. M. Furka – K. KišM. Horváthová – M. Mojto – M. Bakošová: Identification and Control of a Cascade of Biochemical Reactors. V 2020 Cybernetics & Informatics (K&I), 2020.
  3. J. HolazaJ. OravecM. Kvasnica – R. Dyrska – M. Mönnigmann – M. Fikar: Accelerating Explicit Model Predictive Control by Constraint Sorting. Editor(i): Rolf Findeisen, Sandra Hirche, Klaus Janschek, Martin Mönnigmann, V Preprints of the 21st IFAC World Congress (Virtual), Berlin, Germany, July 12-17, 2020, zv. 21, str. 11520–11525, 2020.
  4. M. HorváthováJ. Oravec – M. Bakošová: Real-Time Convex-lifting-based Robust Control Using Approximated Control Law. V 59th IEEE Conference on Decision and Control, Jeju Island, Republic of Korea, zv. 59, str. 2160–2165, 2020.
  5. C. Jugade – D. Ingole – D. Sonawane – M. Kvasnica – J. Gustafson: A Framework for Embedded Model Predictive Control using Posits. V 59th IEEE Conference on Decision and Control, Jeju Island, Republic of Korea, zv. 59, str. 2509–2514, 2020.
  6. K. KišM. KlaučoA. Mészáros: Neural Network Controllers in Chemical Technologies. V 2020 IEEE 15th International Conference of System of Systems Engineering, IEEE, str. 397–402, 2020.
  7. M. Kvasnica: Learning More from Less Data: When Quality Trumps Quantity (Workshop at IFAC World Congress 2020). 2020.
  8. M. Kvasnica: Low-Complexity Model Predictive Control for Systems with a Fast Dynamics. Editor(i): I. Petráš, J. Kačur, V Proceedings of the 2020 21st International Carpathian Control Conference (ICCC), IEEE, 2020.
  9. Y. Lohr – M. KlaučoM. Fikar – M. Mönnigmann: Machine Learning Assisted Solutions of Mixed Integer MPC on Embedded Platforms. Editor(i): Rolf Findeisen, Sandra Hirche, Klaus Janschek, Martin Mönnigmann, V Preprints of the 21st IFAC World Congress (Virtual), Berlin, Germany, July 12-17, 2020, zv. 21, 2020.
  10. L. Lu – M. Kvasnica: Low-Complexity Stabilizing PWA Controllers for Linear Systems with Parametric Uncertainties. Editor(i): Rolf Findeisen, Sandra Hirche, Klaus Janschek, Martin Mönnigmann, V Preprints of the 21st IFAC World Congress (Virtual), Berlin, Germany, July 12-17, 2020, zv. 21, str. 7376–7381, 2020.
  11. A. Schirrer – T. Haniš – M. Klaučo – S. Thormann – M. Hromčík – S. Jakubek: Safety-extended Explicit MPC for Autonomous Truck Platooning on Varying Road Conditions. Editor(i): Rolf Findeisen, Sandra Hirche, Klaus Janschek, Martin Mönnigmann, V Preprints of the 21st IFAC World Congress (Virtual), Berlin, Germany, July 12-17, 2020, zv. 21, 2020.
  12. J. Theunissen – A. Sorniotti – P. Gruber – S. Fallah – M. Ricco – M. Kvasnica – M. Dhaens: Regionless Explicit Model Predictive Control of Active Suspension Systems With Preview. IEEE Transactions on Industrial Electronics, č. 6, zv. 67, str. 4877–4888, 2020.

2019

  1. P. BakaráčM. KlaučoJ. Oravec: Elektronická senzorová doska. 2019.
  2. P. BakaráčM. Kvasnica: Approximate explicit robust model predictive control of a CSTR with fast reactions. Chemical papers, č. 3, zv. 73, str. 611–618, 2019.
  3. K. FedorováP. BakaráčM. Kvasnica: Comparison of Two Approaches to Agile Manoeuvres via MPC. Editor(i): M. Fikar and M. Kvasnica, V Proceedings of the 22nd International Conference on Process Control, Slovak Chemical Library, Štrbské Pleso, Slovakia, 2019.
  4. K. FedorováP. BakaráčM. Kvasnica: Agile Manoeuvres using Model Predictive Control. Acta Chimica Slovaca, č. 1, zv. 12, str. 136–141, 2019.
  5. M. Furka – M. Klaučo: Development and Implementation of Control Algorithms for Furuta Pendulum. Editor(i): M. Fikar and M. Kvasnica, V Proceedings of the 22nd International Conference on Process Control, Slovak Chemical Library, Štrbské Pleso, Slovakia, 2019.
  6. M. Furka – M. KlaučoM. Kvasnica: Stabilization of Furuta Pendulum using Nonlinear MPC. Research Papers Faculty of Materials Science and Technology in Trnava, č. 45, zv. 27, str. 42–48, 2019.
  7. K. KišM. Klaučo: Neural Networks Trained as Explicit Tunable MPC Feedback Controllers. Editor(i): M. Fikar and M. Kvasnica, V Proceedings of the 22nd International Conference on Process Control, Slovak Chemical Library, Štrbské Pleso, Slovakia, 2019.
  8. K. KišM. Klaučo: Neural network based explicit MPC for chemical reactor control. Acta Chimica Slovaca, č. 2, zv. 12, str. 218–223, 2019.
  9. M. KlaučoM. Kvasnica: MPC-Based Reference Governors, Editor(i): M. J. Grimble, A. Ferrara, Springer, 2019.
  10. M. KlaučoM. Kvasnica: Parametric Optimization with the MPT Toolbox and its Applications in Optimal Control. V 30th European Conference on Operational Research, Dublin, zv. 30, 2019.
  11. M. KvasnicaP. BakaráčM. Klaučo: Complexity reduction in explicit MPC: A reachability approach. Systems & Control Letters, zv. 124, str. 19–26, 2019.
  12. J. Oravec – M. Bakošová – L. Galčíková – M. Slávik – M. HorváthováA. Mészáros: Soft-constrained robust model predictive control of a plate heat exchanger: Experimental analysis. Energy, zv. 180, str. 303–314, 2019.
  13. J. Oravec – M. Bakošová – M. HorváthováL. Galčíková – M. Slávik – A. Vasičkaninová – A. Mészáros: Convex-lifting-based Robust Control of a Laboratory Plate Heat Exchanger. Chemical Engineering Transactions, zv. 81, str. 733–738, 2019.
  14. J. OravecJ. HolazaM. Horváthová – N. A. Nguyen – M. Kvasnica – M. Bakošová: Convex-lifting-based robust control design using the tunable robust invariant sets. European Journal of Control, zv. 49, str. 44–52, 2019.
  15. K. Wang – Y. Jiang – J. Oravec – M. Villanueva – B. Houska: Parallel Explicit Tube Model Predictive Control. V 58th IEEE Conference on Decision and Control, Nice, France, str. 7696–7701, 2019.

Riešitelia


Zodpovednosť za obsah: doc. Ing. MSc. Martin Klaučo, PhD.
Posledná aktualizácia: 21.12.2018 12:45
Facebook / Youtube

Facebook / Youtube

RSS