不确定条件下协同设计参数鲁棒优化方法

提出了不确定条件下基于广义动态约束网络(GDCN)的协同设计参数鲁棒优化方法.分析了协同设计中的参数不确定性,基于GDCN建立协同参数鲁棒设计方法框架;在同时考虑目标属性鲁棒和约束可行域鲁棒的前提下,建立了一种带偏好信息的协同设计参数多目标鲁棒优化(MORO)模型;并给出了MORO模型的优化求解流程.通过发动机设计实例,验证了该方法的有效性和可行性.     

运动机构的鲁棒优化设计方法

为了解决设计中存在的公差与实际制造中的误差经常引起运动机构的实际性能发生波动甚至发生变异的问题,通过构建设计目标机构的目标函数鲁棒性和约束函数鲁棒性,将鲁棒优化设计方法应用到运动机构的设计中。通过对四杆机构的摆杆、机架尺寸发生波动时的运动响应进行鲁棒优化计算,与传统设计方法得到的优化解相对比,鲁棒优化设计解能够使设计的运动结构具有更加稳定的性能。算例表明,鲁棒优化设计方法能够有效降低参数波动对运动机构性能的影响,是解决该类问题的有效途径。     

基于区间多项式稳定性理论的PID控制器

为了研究热工过程鲁棒PID控制系统的分析和设计,针对具有参数不确定性的区间对象,根据Kharitonov定理及其广义定理,对PID控制系统的鲁棒性进行了分析,利用判断控制系统鲁棒性的充分条件、必要条件和充要条件,提出了一种针对区间对象进行鲁棒PID控制器设计和分析的方法和步骤。通过涡轮机负载的仿真控制实验,表明该方法在保证鲁棒性的同时,简化了分析和设计的计算量。     

一种积分时滞过程的内模PID鲁棒整定方法

针对工业系统中普遍存在的积分时滞过程,提出了一种内模PID（比例-积分-微分）控制器设计及鲁棒整定方法.利用一阶环节逼近积分环节,改善了内模控制系统的稳态特性,在此基础上利用一阶泰勒表达式逼近过程模型中的时滞项,得出了内模PID控制器的设计方法,并根据最大灵敏度Ms指标,导出了对控制器可调参数进行鲁棒整定的解析表达式,克服了常规方法中参数整定的盲目性.仿真结果表明该方法可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性.     

基于理想点法的双目标结构鲁棒设计

在结构优化过程中结合鲁棒设计的思想，分别定义了目标鲁棒性及约束鲁棒性，将结构鲁棒设计问题描述成双目标优化问题，采用理想点法并结合序列二次规划优化策略求解该双目标鲁棒优化问题。为保持约束的可行性，根据最坏情况分析方法，在原始约束函数基础上加上带有惩罚因子的惩罚项。舱口盖及悬臂梁的设计结果表明了该方法的可行性。     

基于μ综合方法的空空导弹鲁棒驾驶仪设计

为了提高导弹驾驶仪的鲁棒性能,采用μ综合方法设计了算例空空导弹三通道的控制律.设计过程中考虑了控制对象的参数不确定性、未建模动态特性、外部扰动和通道间耦合等因素,解决了经典控制方法只能进行鲁棒性验证的问题.相对于其他鲁棒控制方法,μ综合方法还可以同时针对鲁棒稳定性和鲁棒性能进行设计.仿真结果表明,μ综合驾驶仪满足各项性能指标,具有良好的鲁棒性能.     

结构不确定性线性系统的鲁棒控制器设计

本文利用最近由频域推导的μ方法,按照时域与频域的对应关系,建立μ的状态空间对应模型,从而直接在状态空间对结构不确定性进行性能与鲁棒性研究,给出不确定系统满足一定范围摄动的稳定鲁棒充要条件,并通过引入假想不确定性建立此系统的性能鲁棒条件,利用μ方法与H_∞控制结合,发展由状态及输出反馈的鲁棒控制设计方法,控制律由代数Riccati 方程解得.     

最优PI控制器参数整定及评价

传统的PI(proportional-integral)控制器整定公式不能灵活地适应具体控制系统特定的性能要求。该文提出一种面向性能指标的最优PI控制器参数整定和鲁棒性评价的方法。首先基于广义Hermite-Biehler定理,计算保证闭环系统稳定的PI控制器参数范围;然后利用具有全局寻优能力的遗传算法,按照指定的性能指标在该范围内进行参数优化。根据Monte-Carlo随机试验原理,对模型参数在一定范围内摄动时的鲁棒稳定性和性能鲁棒性进行了定量的比较和评价。仿真研究表明,方法在指定的性能指标上取得了满意的控制效果,在模型发生摄动时与其他4种方法相比较,具有较好的性能鲁棒性。     

基于摄动有限元法的结构动力响应鲁棒优化

在传统的静力学鲁棒优化设计基础上,考虑时间参数,通过摄动有限元法处理系统中存在的不确定性因素,用Newmark方法做时程分析,将鲁棒优化设计方法运用在动力响应优化问题中.通过一个门形框架算例,与传统的优化设计结果相比,显示了鲁棒优化设计方法的优越性,设计的结果能使结构具有更稳定的性能.     

基于混合不确定建模的主动悬架鲁棒μ综合控制分析

利用线性分式变换理论对二自由度车辆主动悬架系统进行混合不确定建模分析,通过结构奇异值理论和D-K迭代设计过程,设计了鲁棒μ综合控制器.仿真结果表明:在给定的不确定范围内,鲁棒μ综合控制器保证了主动悬架系统的名义性能和鲁棒性;与基于名义模型设计的H∞控制器相比,闭环系统能获得更好的鲁棒性能.     

基于仿真的广义动态约束网络建模技术

提出了支持复杂产品并行协同设计的广义动态约束网（GDCN）的概念，并给出了GDCN的数学模型．对GDCN的建模技术进行分析后，提出了基于仿真分析和元模型技术的领域级约束建模的有效方法．最后以某型号V6发动机曲柄连杆机构的设计为例，说明了支持复杂产品并行协同设计的GDCN建模技术的准确性和有效性．     

稳健设计中的稳健可行性分析

针对稳健设计中的约束可行稳健性问题,提出了一种新的稳健优化设计方法。通过分析不确定因素对约束的影响,提出了利用最大波动分析计算在不确定性因素影响下约束的最大波动量,将该变化量作为惩罚项添加到原约束中,构造了两级优化数学模型。顶级优化是在原有常规优化的数学模型基础上添加了稳健可行性的判断指标,次级优化用来判断稳健性指标的值。与其他方法比较,该方法不需要知道不确定因素的概率分布和约束的梯度信息。实例结果证明该方法是可行的。     

鲁棒控制在高层建筑结构风振中的应用

针对结构的参数不确定性和结构的模型误差，将鲁棒控制理论引入结构控制中，提出了一种设计鲁棒控制器的简便方法，以Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ风谱为标准，建立了相应于各振型的广义脉动风成型滤波器，并进行了实例分析．仿真结果表明，在高层建筑结构的风振控制中应用本文所提供的方法能产生良好的控制效果，具有很强的鲁棒性．     

基于频域的广义预测控制器的鲁棒性分析

推导了广义预测控制器 ( GPC)的闭环反馈结构 ,采用小增益定理获得了存在建模误差( MPM)情况下 GPC鲁棒稳定的一个充分条件。然后在频域内分析了 GPC控制器的参数选择对其鲁棒性的影响。     

基于分布式产品模型的并行设计过程的研究

研究了产品并行设计过程,提出了基于分布式产品模型的并行设计分布式约束满足机制,该机制利用产品模型控制和指导设计过程,通过Agent之间的相互协作,使得设计约束不断得到满足,通过产品模型的分布表达及基于产品模型的并行设计分布式约束满足机制,分布,协作,并发的并行产品设计过程能够得到很好的支持,满足并行设计Top-down设计,约束设计和再设计的要求,在此基础上,开发了一个原型系统,给出了设计实例。     

望大望小特性设计目标的模糊稳健优化设计方法

根据稳健设计和模糊设计原理，提出了具有模糊信息时的望大望小特性设计目标的模糊稳健设计准则，对其数学特性和适用条件进行了分析，提出了模糊稳健优化设计的数学建模方法，对建模中要解决的关键问题进行了研究，并且给出了具体解决方法，理论分析和设计实例表明，该方法既能保证设计目标和约束条件的稳健性，又能处理设计问题中的模糊因素，是传统稳健设计方法的发展和完善，具有工程实用价值。     

基于观测器的不确定广义系统D稳定极点配置

研究了具有D稳定约束的不确定广义系统鲁棒状态观测器问题。基于参数矩阵不等式和广义逆理论，提出了一种广义鲁棒状态观测器的设计方法，目的是对于所有容许的参数不确定性，相应的广义状态估计系统是正则，无脉冲，且其有限极点配置在预先给定的圆盘中，从而使整个观测过程具有所希望的鲁棒性和暂态性能；并获得了希望的鲁棒状态观测器增益的存在条件及其解析表达式。     

统一形式下的自适应鲁棒控制系统的鲁棒性

本文分析了文献[1]中所述的自适应鲁棒控制系统的鲁棒性;证明了当被控对象存在高频寄生模型和外界振型不可测干扰时的稳定鲁棒性定理,文中利用反馈系统无源性定理得到了在一定条件下自适应控制系统将具有较强的鲁棒性的结论。