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. Fedorová – M. 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. Kohút – M. 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. Fedorová – R. Kohút – M. 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. Kiš – P. 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. Kiš – M. 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. Kiš – M. 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. Kohút – L. Galčíková – K. Fedorová – T. 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. Horváthová – K. 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. Kiš – M. 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. Kiš – M. 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. Fedorová – P. 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. Fedorová – P. 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. Kiš – M. 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. Kiš – M. 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

2020

  1. Peter Bakaráč
  2. Monika Bakošová
  3. Miroslav Fikar
  4. Matúš Furka
  5. Karol Kiš
  6. Martin Klaučo
  7. Michal Kvasnica
  8. Juraj Oravec

2021

  1. Tereza Ábelová
  2. Peter Bakaráč
  3. Monika Bakošová
  4. Kristína Fedorová
  5. Miroslav Fikar
  6. Matúš Furka
  7. Karol Kiš
  8. Martin Klaučo
  9. Roman Kohút
  10. Michal Kvasnica

2022

  1. Tereza Ábelová
  2. Peter Bakaráč
  3. Monika Bakošová
  4. Kristína Fedorová
  5. Miroslav Fikar
  6. Matúš Furka
  7. Karol Kiš
  8. Martin Klaučo
  9. Roman Kohút
  10. Michal Kvasnica

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

Facebook / Youtube

RSS