主动式磁浮主轴系统的最优控制

应用最优控制理论，对磨床的磁浮主轴系统的稳态不平衡响应实施最优控制，建立了系统的有限元模型；采用阻尼衰减控制，提高了转子的抗失稳、抗干扰能力，使转子的整体响应水平明显改善。仿真计算表明，控制效果符合要求。     

不对中自寻最优在线补偿控制系统

引入一种可在线调节转子轴位置的支承结构——电磁辅助支承，采用自寻最优控制算法来控制电磁辅助支承中的电磁执行器（AMA）线圈电流，进而调整整个转子轴在空间的位置，最后使得转子在不停车的情况下自动实现不对中的识别和控制．该控制系统在单盘对称转子轴承系统上进行了实验验证，实验结果证明不对中自寻最优控制对轴系间的不对中具有较好的校正能力．     

用形状记忆合金对转子振动进行变结构主动控制

运用现代控制理论中的最优控制方法，引入时变控制和输出反馈控制，研究利用形状记忆合金对转子振动进行变结构变动控制，特别是抑制转子振动的瞬态响应的方法，得出了最优控制力和控制电流的强度变化规律；通过分析形状记忆合金动作器的结构，探讨了变刚度支承对系统总体刚度的影响，指出了传统设计方法的不足之处，特别是由压杆稳定性不足引起的失稳现象，并提出了改进的方法和在设计中值得注意的问题。     

冲击响应界限控制的L1方法

给出了结构冲击响应界限控制的定义,首次提出了冲击响应界限控制的Ｌ１方法．对导出的冲击响应Ｌ１最优设计问题采用欧拉离散系统逼近法进行求解,并探讨了该方法在ｌ１多块最优设计问题中的应用．对一个实际结构振动系统的Ｌ１最优控制设计、ＬＱＲ最优设计以及Ｈ∞最优设计表明,Ｌ１最优控制方法能够有效地抑制受冲击结构的输出响应最大峰值,在冲击响应界限控制中有一定的应用前景     

多点力矩作动器的最优配置问题的研究

根据最优控制理论，通过对多点力矩型作动器位置的仿真研究可以看出：力矩型作动器在柔性结构上的最优位置呈区间分布，便于工程实现；基于最优控制的最佳力矩型作动器位置配置能显著地衰减柔性结构的低频振动，且只需要很小的控制作用．     

基于多尺度奇异谱分析的转子碰磨诊断的数值仿真

针对从系统时间响应谱分析的角度研究转子碰磨故障的识别和诊断问题，提出了一种新的基于多尺度奇异谱分析的故障诊断方法．该方法首先建立转子碰磨模型，并用龙格-库塔法求解碰磨转子的运动方程得到碰磨转子的时间响应；其次构造了一种简单的多尺度奇异谱分析方法，用不同尺度下的各阶经验正交函数作为分析函数；最后用提出的多尺度奇异谱分析方法分析了碰磨转子和正常转子的时间响应信号．数值仿真结果表明，具有数据自适应的分析函数能够捕获信号的不同特征，通过比较不同阶次的分析函数分析的结果，可以有效地对转子碰磨进行识别和诊断．     

基于新型趋近律的板球系统反步滑模最优控制

针对板球系统控制精度低、鲁棒性差和响应慢等问题，提出一种基于新型趋近律的反步滑模最优控制方案.首先，用跟踪误差与虚拟控制量设计滑模面；其次，将反步法与滑模控制相结合设计新型趋近律，由此设计控制器；然后，采用Lyapunov理论证明整个系统的稳定性；最后，通过改进粒子群算法寻找一组新型趋近律的最优参数，实现最优控制.仿真实验结果表明，提出的控制策略能消除误差提高系统控制精度，系统调节时间为0.2 s，能加快系统响应速度，增强了系统鲁棒性，较好地抑制了抖振，验证了所提控制方案的可行性.     

基于时间最优控制的模糊控制优化方法

讨论了二次积分系统的时间最优控制．考虑到系统的鲁棒性和抗扰动能力，对其参数设计方法进行了改进．理论分析和仿真表明，这种基于时间最优控制的非线性设计方法具有很好的控制效果和鲁棒性，适用于一类二阶系统的控制．通过二阶系统的模糊控制和时间最优控制的对比发现，一类二阶系统或可近似为二阶系统的模糊控制实际上是对二阶系统最优控制的一种近似．在此基础上，指出了模糊控制规则设计中一种常见的错误，并提出了基于时间最优控制的模糊控制规则的制定和优化方法     

梯度算法在转子时变控制中的应用

为了解决转子变刚度控制中因参数变化导致瞬态响应问题，采用梯度算法，计算出抑制转子瞬态的响应所需的控制力，设计了时变系统的反馈控制和状态观测器，构造出转子系统控制模型，并对一特定转子系统进行了设计。系统仿真结果表明，该算法设计的反馈控制可有效地减小转子瞬态响应幅值。     

冲击和随机荷载联合作用下弹性浮筏最优控制

在理想最优控制理论和准最优控制理论的基础上，对冲击和随机荷载联合作用下，弹性浮筏系统的最优控制方法进行研究，建立了刚弹耦合非自治浮筏系统的最优控制方法和最优参数设计方法．并以舰船空压机浮筏系统为例进行了仿真计算。通过对控制效果的分析，验证了最优控制方法和最优参数设计方法的有效性．研究成果可为舰船浮筏系统的优化设计提供参考．     

KdV-Burgers方程的最优控制

在Dirichlet边界条件下Burgers方程最优控制的基础上，深入研究KdV—Burgers方程的最优控制问题；根据变分不等式最优控制理论和分布参数系统的最优控制理论，运用泛函、Sobolve空间和一些著名不等式如Younger不等式的知识，选择合适的性能指标J(u，m)，证明了在一个特殊的Banach空间上解的范数与原方程的控制项和初始值有关；并且在L^2空间中给出了方程在Dirichlet边界条件下的最优控制，进一步证明了其最优解的存在性．     

裂纹转子过亚临界转速瞬态响应特性

基于建立的裂纹转子瞬态响应动力学模型，得到了有无裂纹转子的数值仿真解。分析了裂纹转子的亚谐波共振特性；研究了刚度变化、质量偏心以及质量偏心角对裂纹转子瞬态响应的影响．将小波分析方法引入到裂纹转子时频特性研究中，得到了有无裂纹转子的小波时频特性，并讨论了它们的差别．     

位置伺服系统的PWM最优控制

研究ＰＷＭ驱动的位置伺服系统最优控制，研究连续最优控制与ＰＷＭ最优控制的等价关系．以二阶系统为例，给出了ＰＷＭ最优控制的最优解。经在电液位置伺服系统中的应用表明，系统获得了良好的控制性能。     

具有初始弯曲和刚度不对称的转子碰磨现象分析

建立了考虑转子转速的碰磨力模型，分析了具有初始弯曲和刚度不对称转子系统的碰磨响应，得到了系统参数对系统分叉和混沌响应的影响，通过与刚度对称转子系统的碰磨现象进行比较发现；具有初弯和刚度不对称转子系统的碰磨响应有很多不同的运动特性，这种不同来源于转子两个方向刚度的耦合作用，刚度不对称越大，系统越窬铁发生拟周期响应，越容易导致碰磨出现，不平衡参数越大，系统响应的振幅越大，越容易发生碰磨和周期解分叉，阻尼系数越小，发生周期解分叉的转速比越小，系统响应随着转速比的变化引发了各种非线性现象。     

裂纹转子系统响应的陈发性混沌与时域分叉现象

建立了考虑摆振的Jeffcott裂纹转子，双盘悬臂裂纹转子和支撑在挤压油阻尼器上的裂纹转子的动力学模型，分析了这3种裂纹转子系统响应的阵发性混沌与时域分叉现象，结果表明，这3种模型中均出现了明显的陈发性混沌现象，且不仅存在着对应各种系统参数变化而产生的分叉与混沌行为，也存在着对鹫地时变参数而发生的时域分叉与混沌行为，；转子系统发性混沌是响应随时变参数的变化进入与退出混沌的行为，进入与退出的方式和时刻具有随机性的特点，系统响应通向阵发性混沌 的道路有通过拟周期响应，也有通过周期响应进入，且响应在进入阵发性混沌区前一般都有幅值增大的现象，裂裂转子的阵发性混沌中存在着倍周期分叉现象，并且有周期3窗口出现。     

磁悬浮系统的电流控制方法

为了提高磁悬浮系统的响应速度与响应精度,综合时间最优控制、变结构控制及系统辨识理论,设计了三步电流控制法,即采用时间最优控制来获得电流最快速响应.根据跟踪误差,采用变结构控制来精确地跟踪理想电流,最后在线辨识得到线圈参数并计算出维持理想电流的最终控制电压.同时,推导了电流响应速度与控制系统硬件的约束关系.磁悬浮小球电流跟踪、阶跃响应以及幅频特性的实验表明,该算法能使系统在最短时间内精确地响应输入电流,不仅增加了系统带宽,改善了系统性能,而且还可以应用到其他电流控制场合.     

单圆盘转子系统模糊动力可靠性设计研究

研究了单圆盘转子系统动力学模型及其不平衡响应，以及相应的激振-固有频率分布干涉模型．从影响转子系统的固有频率和激振频率各因素的随机性及系统发生共振失效的模糊性出发，通过分析具体隶属函数的分布特性与转子实际运行状态的关系，推导出相应的隶属函数以及计算转子系统模糊动力可靠度的计算公式．算例验证了模糊可靠性设计在这一系统应用的有效性．     

基于电流变减振器的汽车半主动悬架最优控制

设计了一个混合模式电流变减振器，建立了相应的电流变减振器阻尼力数学模型。在l／4车辆动力学模型的基础上，考虑电流变减振器的阻尼特性，对车辆半主动悬架进行了线性二次型最优控制，设计了一个最优输出调节器。确定了最优控制的目标函数和加权矩阵。用龙格—库塔法解出了最优控制的反馈矩阵。仿真结果表明：最优控制能有效的降低车身加速度，提高车辆运行的平顺性和安全性；设计的电流变减振器结构合理，能满足半主动悬架最优控制的需要，电场强度小于3kV／mm；整个控制系统易于实现，能耗低，响应速度快，可用于半主动悬架的实时控制。     

确定性跳变系统的最优控制问题

在统一的混合系统的模型下，提出了确定性跳变系统的最优控制问题，当系统的控制受约束以及光滑性条件减弱时，用连续系统的方法研究了其最优控制问题，证明了确定性跳变系统在整个演化时间上满足最大值原理，在跳变点上满足相应的跳变条件．     

基于轨道谱的铁道车辆主动悬挂轴间预瞄控制

针对铁道车辆二系主动悬挂，考虑了轨道不平顺谱及轮轴时延的输入；依据最优控制理论，设计了整车的主动悬挂控制规律，并在整车垂向动力学模型上进行了仿真分析．分析表明，依据轨道不平顺谱以及轮轴时延能实现最佳的控制性能；但随着速度的提高，其相对于仅依靠轨道谱信息而设计最优控制规律的收益大幅下降；相对而言，铁道车辆依据轨道谱信息设计主动悬挂控制规律非常重要．