方块脉冲函数用于PWM系统最优控制分析与综合

本文基于方块脉冲函数理论，分析了脉宽调制系统的精确方法，给出了便于计算机求解的递推算式，将ＬＱＰ（线性二次型问题）最优控制问题转化为求解多元函数最优化问题，避开了Ｒｉｃｃａｔｉ方程的求解，得到了状态反馈形式的分段综合控制表示式，以及最优控制的分段恒定解和最优状态轨线。     

随机线性二次最优控制在投资组合中的应用

提出一类随机线性二次最优控制问题,给出了一个新的随机黎卡提方程,若此方程有解,就可以得到系统的最优反馈控制;作为其应用,讨论了连续时间的均值-方差投资组合选择问题,其目标是投资组合的最终收益最大,风险最小,通过"嵌入"方法将其转化为随机线性二次最优控制问题,并在非自融资的条件下,得出最优证券组合;最后将其理论应用于实例分析.     

基于并行处理的线性二次型最优控制器

本文研究基于并行处理的线性二次型最优控制器问题。文中提出了一种平方根线性二次型最优控制算法，并将其映射到并行专用结构──脉动阵列（ｓｙｓｔｏｌｉｃａｒｒａｙ）上。加快了控制器参数综合，为快速动态环境下最优控制的实时应用开辟了广阔的前景。     

线性系统的故障检测和最优容错控制

针对系统中含有执行器故障和传感器故障的情况,研究了线性系统的故障检测和最优容错控制问题。利用Riccati矩阵方程和Sylvester方程设计了故障情况下的动态最优容错控制律,并设计了能同时检测出故障状态和系统状态的增广的降维故障检测器,解决了最优控制中故障状态的物理不可实现问题,从而实现了系统的故障检测和容错控制并能满足二次型性能指标。仿真实例验证了这种故障检测方法和最优容错控制的有效性。     

连续时间多面体不确定系统的鲁棒预测控制

运用线性矩阵不等式方法,研究连续时间多面体不确定系统的鲁棒预测控制问题。通过在线求解无穷时域二次型性能指标下的"最小-最大"优化问题,给出了分段连续的状态反馈控制器存在的充分条件。运用可控不变集理论,解决在线优化问题的可行性,证明了初始时刻的可行解可以保证闭环系统渐近稳定。仿真证明了控制算法的有效性。     

机械手PID反馈控制律的稳定性

机器人控制目前是控制理论界的一个热门课题之一,人们一直在设法把现代控制理论中的成果用于机器人控制问题。但是,由于机器人操作手的数学模型是十分复杂的一组非线性微分方程,基于线性系统理论的一些现代控制方法不可能在机器人控制中有效地发挥作用。因此,人们试图应用各种特殊的非线性控制方法,其中包括Freund(1982)提出的非线性解耦方法和Slotine(1983)提出的滑动模控制     

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。     

汽车磁流变半主动悬架频域加权次优控制研究

针对人体振动在不同的频段有不同的生理特征,通过对线性二次型控制策略进行频域设计,研究了可用于实际工程的频域加权次优控制策略,并与线性二次最优控制及频域加权最优控制进行了仿真比较。仿真结果表明,合理选择反馈控制变量,频域加权次优控制可取得与频域加权最优控制相近的控制效果,而优于线性二次最优控制,在人体敏感的频段大大降低车身的垂直振动,提高车辆的平顺性能,改善轮胎的接地性。     

一种基于相对模型的分布式预测控制算法研究

针对分布式系统中高精度的相对状态比绝对状态更易获取的特点,提出了一种基于相对状态模型的分布式预测控制方法.该方法的本质是各子系统通过预测其与相邻子系统的相对状态轨迹来求解分布式最优控制问题.与常规基于绝对状态的分布式预测控制方法相比,该方法的特点在于通过相对状态模型的引进改进算法的实时性,并通过减少测量噪声源提高控制精度.该方法适用于一般非线性分布系统,且在满足一定条件下能够保证整个系统的渐近收敛性.最后,在Matlab仿真环境中将该方法应用于多机器人编队控制中,并验证的该方法的可行性.     

基于Simulink的磁悬浮控制系统仿真

在MATLAB/Simulink环境下,对电磁型(EMS)磁浮列车,利用Lagrange方程,结合动力学和电磁学基本理论,建立了单磁铁磁悬浮系统的数学模型,给出了采用线性二次最优控制策略的系统仿真模型,分析了影响该系统动态性能的主要因素.仿真结果表明,所提出的方法是对磁悬浮系统建模和控制进行研究的有效途径.     

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。     

基于广义功原理弹道最优控制方法研究

针对弹道修正弹的弹道最优控制问题,结合弹道控制中脱靶量最小和能量损耗最小的双重准则推导出弹道修正最优控制策略,提出基于最优控制理论广义功原理解决该最优控制问题的新方法,得到了最优解,并给出仿真算例.算例的分析表明,在给定初始修正点和目标点条件下,得到的弹道修正最优控制量能够通过弹道修正执行机构在能量损耗最小的条件下,控制弹丸以最小的脱靶量击中目标位置.该最优控制结果为弹道修正执行机构的设计提供了理论依据.     

控制理论在最优广告策略上的应用（Ⅱ）

本文考虑的是一个企业如何通过控制广告费用，以使企业的净收入最大的问题．本文以ｔ时刻的广告费用作为控制变且，以ｔ时刻的商誉值作为状态变量，建立了系统的动态模型，给出了目标泛函Ｊ．在求解最优控制的过程中，利用了最小二乘法进行函数拟合；利用黄金分割法求解衰减系数δ，在此基础上，利用极大值原理求出了最优控制，并给出了一具体应用实例．     

时滞对逻辑网络优化控制的影响

分析了包含两种个体的逻辑网络的时滞优化控制。其中第1种被称为机器的个体策略是固定的;第2种被称为人的个体具有自适应性,即能根据系统的整体状态做出策略的调整。以矩阵的半张量积作为逻辑分析的工具,分析了在状态时滞和输入时滞的影响下使人的收益最大的最优控制问题。理论分析显示状态时滞导致最优控制策略的周期长度增加,但人的最大收益值不会改变。最后提出仿真算法,其数值结果与理论结果一致。     

对丢失数据包的网络控制系统的分析及最优控制

针对同时存在前向通道和反馈通道数据包丢失的离散时间系统,分别将数据包丢失作为独立的贝努利过程进行建模。通过对量化器量化水平参数的约束条件,确保状态估计在均方差意义下的稳定,并基于约束条件获得前向通道的最大丢包率的一个上界。与此同时,基于线性二次型最优控制(LQG)性能指标和状态估计,给出了具有数据包丢失的系统最优控制律,运用线性矩阵不等式(LMI)技术和二分法进行优化设计,并给出了反馈通道最大丢包率的一个优化算法。最后通过仿真实例验证了理论结果。     

基于非最小状态空间模型的控制器设计及仿真

针对传统的状态空间方法在引进状态观测器后系统比较复杂、鲁棒性差的特点,提出了一种非最小状态空间模型描述方法。这种形式中的所有状态变量都能直接测量,适合实际工程应用。在此基础上,结合线性二次型最优控制方法求出状态反馈增益,设计了控制器结构。最后,对控制系统进行了仿真,并与传统的PID控制器进行了比较,结果表明该算法可以很好地满足精度和动态特性要求,特别具有较强的抗干扰性和鲁棒性。     

具有模型和实际差异的非线性离散时滞系统最优控制

研究了非线性分布时滞系统的最优控制,提出了一种基于线性分布时滞模型和二次型性能指标问题的迭代算法。在模型和实际存在差异的情况下,该算法通过迭代求解分布时滞线性最优控制问题和参数估计问题,获得原问题的最优解。仿真实例表明该算法的有效性和实用性。     

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。     

同时含状态和输入时滞系统的最优滑模控制

研究了一类线性时滞系统的变结构控制器的设计问题。为了简化变结构控制器的设计,首先通过非奇异线性变换将含状态时滞和输入时滞的线性系统化为无时滞系统。其次,在新坐标下,设计变结构控制器。结合二次型性能指标最优控制方法,给出了线性无时滞系统最优滑模的综合设计方法。引入趋近律方法设计控制律,有效的削弱了抖振并能保证系统在有限的时间内到达滑模面。最后,提出并证明了原系统渐近稳定的充分条件。仿真例证了该方法的有效性。     

二阶多智能体系统的一致性分析

研究了二阶连续多智能体系统的一致性问题,其中每个智能体能够实时获得自己的速度信息,但是只能在一些离散时刻上获得自己和邻居的相对位置信息。在给定的控制输入下,建立了一致性成立的充要条件,并将该理论结果应用到多机器人编队控制问题中。提供的数值仿真进一步验证了理论结果的有效性。