车辆半主动悬架自适应LQG控制

线性二次型高斯(LQG)随机最优控制理论和卡尔曼滤波器被应用于车辆悬架控制中。通过仿真分析得到了车体振动加速度均方根值随着悬架变形的均方根值的增大而减小的结论。提出了符合一类越野车辆实际需要的半主动悬架自适应控制策略。形成了对路面变化(包含车速)具有自适应能力的LQG控制系统。对自适应控制的效果进行了仿真分析。     

四自由度汽车磁流变半主动悬架最优控制研究

应用汽车行驶动力学理论,以1/2汽车悬架模型为研究对象,建立四自由度汽车磁流变半主动悬架动力学方程和空间状态方程,设计了半主动悬架线性二次型最优控制器及控制算法,提出了汽车振动速度分段式磁流变半主动悬架最优控制策略。在SIMULINK软件中建立悬架仿真模型,仿真分析磁流变半主动悬架最优控制效果,仿真结果表明,汽车磁流变半主动悬架应用最优控制算法和分段控制策略可以降低车身垂向振动加速度和车身俯仰角加速度,提高了悬架平顺性。     

汽车主动悬挂系统的次优控制及仿真

建立了被动悬挂、主动悬挂的数学模型。在最优控制的基础上，采用最小范数法，详细研究了随机次优控制策略及其控制器的设计方法。结合工程应用背景，对于实际的车辆悬挂系统，通过对受控变量的分析，分别设计了3个、2个及1个受控变量的次优控制器，并进行了计算机仿真。研究结果表明，主动悬挂在改善车辆的平顺性和稳定性上要优于被动悬挂；选择适当的受控变量，次优控制也能取得和最优控制相同或相近的控制效果。     

主动悬架LQG控制器设计

把最优控制理论运用到主动悬架的控制策略中，通过车辆模型和控制系统的建立，进行了线性二次型最优控制器的设计，并且在输入一路面白噪声的情况下用Simulink进行了模拟仿真，仿真结果有效地证明了用LQG方法控制的主动悬架在改善汽车的平顺性和操纵稳定性上有良好的效果。     

具有优化结构的导弹分数阶控制器设计

对导弹俯仰通道过载控制系统进行线性二次型最优控制设计,利用输出反馈和状态重构推导出广义的导弹三回路结构从而引申出改进的分数阶控制结构,据此研究了不同的分数阶控制策略对系统响应的影响。为便于参数选择,通过粒子群(particle swarm optimization, PSO)算法整定分数阶控制器参数,同时提出一种综合频域和时域指标的适应值函数来加快算法收敛速度。仿真结果表明优化结构的分数阶控制器具有良好的效果。     

基于LMI的直升机线性二次型可靠控制律设计

提出了一种新的直升机执行机构故障状况下的可靠飞行控制律设计与仿真方法。建立了正常情况下和故障情况下的直升机数学模型。通过迭代线性矩阵不等式方法（ILMI）求解基于线性二次型的直升机可靠控制律,使得直升机在正常情况和故障情况下均能取得满意的性能指标。通过与标准线性二次型方法设计的最优控制律进行仿真比较,证明所设计的直升机可靠控制律安全有效。     

高速电梯水平振动主动控制策略研究

为了降低高速电梯的水平振动，建立了4自由度的电梯轿厢水平振动主动控制的动力学模型，给出了微分方程，建立了状态空间模型；在所建模型的基础上，分别设计了最优控制策略和最优预瞄控制策略，进行了仿真验证。仿真结果表明，最优预瞄控制可以显著地降低电梯的水平振动，性能优于最优控制。最优预瞄控制是一种有效、实用的减振策略。     

步进频率线性调频脉冲信号的子孔径处理方法

针对步进频率线性调频脉冲信号的压缩处理提出频域子孔径处理方法。该方法首先将每个子脉冲的回波信号在频域进行匹配滤波,经频谱搬移和相干合成后,得到距离时间函数的频域响应,最后进行逆FFT从而得到一维距离像,实现脉冲压缩。介绍了频域-时域混合的子孔径处理法,即首先将子脉冲在频域进行匹配滤波并变换到时域,经过时域上变频,然后在时域进行相干合成。针对不同孔径的加权方法作了计算,并进行比较和分析。计算表明,孔径加权的效果与Chirp信号的基带带宽以及步进频率大小有关,在实际中应该针对不同情况采用不同的加权方法。所提方法对频率线性步进和非线性步进的情况都适用。     

基于线性近似和神经网络逼近的模型预测控制

针对非线性系统的模型预测控制问题,提出了一种基于线性近似和神经网络逼近的控制算法。用Taylor级数展开法对非线性系统进行线性近似时,要求对象系统中的非线性函数必须连续可微。为了突破这一限制,引入了Stirling插值公式线性近似法,拓展了可处理的非线性系统范围。通过对线性化过程中产生的非线性高阶项进行径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络逼近,显著提高了对象系统模型精确度。为了降低数值计算复杂度,将控制性能指标函数重构为易于处理的二次型最优化问题,通过对该二次型最优化问题的求解得到了最优控制序列。控制过程考虑了约束条件的影响以模拟真实的工业生产过程。仿真结果证明了所提出预测控制方案的有效性。     

基于Backstepping方法的液压主动悬挂最优控制及仿真

建立了充分考虑液压装置动力学特性的1/4车辆非线性主动悬挂模型,并提出线性二次型指标下最优控制与非线性Backstepping技术相结合的内外环控制设计策略。仿真结果表明,运用所设计的控制器,车辆能够在变化的地形条件下满足操作稳定性,同时能够有效的改善乘坐舒适性。     

基于奇异并联机构的六维混合宽频隔振

基于奇异并联机构提出一种具有近零刚度特性的六维隔振主体机构,以大幅降低系统固有频率,然后利用反馈线性化、H∞鲁棒控制方法研究了位形保持及主动隔振算法,最后进行了六维主、被动隔振仿真,结果表明采用该控制方法能够以较小的驱动力、较高的鲁棒性实现位形保持及低频主动隔振,而保持在奇异位形附近的系统也具有更高的低频被动隔振能力,进而提高了六维宽频隔振的效能。该成果可为六维宽频隔振问题的研究提供参考。     

一种基于LQ/变结构控制的多模型组合控制

针对一类含有参数跳变的非线性时变系统,提出了一种基于LQ与变结构控制的多模型组合控制方法.该方法在多模型及其切换的框架下,将全局鲁棒控制与多模型局部控制相结合,从而达到和保持整个系统的良好性能.首先,采用变结构控制理论设计全局鲁棒控制器,将被控系统的状态带到多模型局部控制器的作用区域以内.其次,在不同的特征点设计LQ固定控制器,按照一定的切换指标在局部固定模型中选择最佳固定模型以及相应的控制器将输出误差减小为零.仿真实验的结果表明了该方法的有效性.     

离散模糊时滞系统的鲁棒LQ/H∞非脆弱控制

针对一类由T-S模糊模型描述的不确定离散非线性时滞系统,讨论其在控制器存在可加性摄动情形下的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制问题。通过构造适当的Lyapunov函数,给出以线性矩阵不等式形式表示的系统时滞依赖稳定的充分条件以及相应的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制器设计方法。数值仿真表明,所构造的控制器不仅能够保证闭环模糊时滞系统的鲁棒渐近稳定性,还能使系统达到一定的H_∞干扰抑制水平。     

离散模糊时滞系统的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制

针对一类由T-S模糊模型描述的不确定离散非线性时滞系统,讨论其在控制器存在可加性摄动情形下的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制问题.通过构造适当的Lyapunov函数,给出以线性矩阵不等式形式表示的系统时滞依赖稳定的充分条件以及相应的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制器设计方法.数值仿真表明,所构造的控制器不仅能够保证闭环模糊时滞系统的鲁棒渐近稳定性,还能使系统达到一定的H_∞干扰抑制水平.     

基于能量最优的无人驾驶汽车路径跟踪控制

动力总成控制对无人驾驶汽车的动态性能和经济性起着重要的作用.为了提高车辆在路径跟踪过程中的动力性和经济性,提出了—种基于能量最优化的路径跟踪控制策略.控制策略分为两部分,在上层控制器中使用非线性模型预测控制来计算所需要的动力参数和前轮转角.下层控制器采用基于电机能耗数值最优的方法进行设计.该方法可以确保电机一直运行在效...     

Design of PID controller with incomplete derivation based on differential evolution algorithm

To determine the optimal or near optimal parameters of PID controller with incomplete derivation, a novel design method based on differential evolution （DE） algorithm is presented. The controller is called DE-PID controller. To overcome the disadvantages of the integral performance criteria in the frequency domain such as IAE, ISE, and ITSE, a new performance criterion in the time domain is proposed. The optimization procedures employing the DE algorithm to search the optimal or near optimal PID controller parameters of a control system are demonstrated in detail. Three typical control systems are chosen to test and evaluate the adaptation and robustness of the proposed DE-PID controller. The simulation results show that the proposed approach has superior features of easy implementation, stable convergence characteristic, and good computational efficiency. Compared with the ZN, GA, and ASA, the proposed design method is indeed more efficient and robust in improving the step response of a control system.     

主动悬架的直线电机作动器控制系统研究

将直线电机的直接推力控制方法运用于主动悬架控制系统,分别设计了主动悬架最优控制器和直线电机直接推力控制器,两个控制器结合成为主动悬架的电磁作动器控制系统。建立了1/4汽车主动悬架模型,利用Matlab/Simulink进行仿真,结果表明直线电机作动器能根据车身的振动主动输出相应的电磁力,因此直线电机直接推力控制运用于主动悬架控制系统是可行的。