输入输出维数不等的多变量系统自校正控制器

本文讨论了输入输出维数不等的线性多变量系统自校正控制器的设计方法。采用了对输出跟踪偏差量和控制输入量进行约束的二次型性能指标,最优控制律特使这一性能指标取最小值。将最优控制律所满足的方程和辅助系统输出的最优预报器有机地结合起来,得到适用于参数估计的方程,进而得到了自校正控制器结构。应用这一控制器所得到的闭环系统,可以跟踪时变的参考信号,并且适用于开环不稳定系统。     

离散线性时变系统的最优跟踪和最小能量最优跟踪

基于广义逆的理论和Bellinan动态规划方法,本文对离散线性时变系统的最优跟踪和最小能量最优跟踪问题分别给出了两种形式的解,并对最优终端控制和最小能量终端控制作了进一步的详细研究,得到了输出可控性和可达性的充要条件的简洁表达式.作为上述所有解的自然推论,导出了最优和最小能量最优控制问题的解.在每种情况下,还导出了最小跟踪误差和最小控制能量的简洁表达式.     

基于遗传算法优化的收获机割台高度模糊PID控制研究

针对传统控制算法在收获机割台高度控制系统中控制效果不佳的问题,设计了一种基于遗传算法优化的割台高度模糊PID控制系统,以实现割台高度的仿形自适应调控功能.将遗传算法与模糊PID控制相融合,通过遗传算法优化模糊控制规则,克服依靠专家经验整定PID控制参数的局限性,实现割台高度的最优控制策略.最后,运用MATLAB对系统控制性能进行仿真对比和分析,并在田间进行试验运行测试.结果表明,采用遗传算法优化模糊PID控制器是可行和有效的,割台高度控制误差小于1.3 cm,系统响应速度高于0.26 m/s,割台调控时间较现有玉米收获机提升约11％.割台高度仿形自适应控制系统,具有调节时间短、超调量小和控制精度高的优点,完全满足玉米收获机田间作业的设计要求.     

小型半喂入水稻联合收割机简易割台的设计

割台作为收割机最重要的部件之一,是关系着收割机性能能否满足需求的关键模块。本次设计的简易割台通过单拨禾星轮完成对收割水稻的导入,并使用平行四边形机构保证割台高度调节前后始终与地面保持平行。文章主要研究了拨禾星轮的尺寸参数,轮廓曲线以及倾斜角度等内容。     

基于线性变参数H∞反馈的机器人迭代学习控制器设计

提出了一种基于线性变参数（LPV）H∞反馈的迭代学习控制器,用于不确定性机器人的高精度轨迹跟踪,此控制器包括反馈部分和前馈部分,其中反馈部分设计为LPVH∞控制,前馈部分设计为高阶PD型迭代学习控制,在满足一定的收敛条件下,证明了该控制器的跟踪误差界正比于系统初始误差系统输出干扰项界,仿真结果不仅验证了此控制器随机器人关节位置变化始终具有干扰衰减、鲁棒稳定的性能,而且还验证了此控制器具有高精度轨迹跟踪的性能。     

子空间预测控制的快速梯度算法

基于闭环系统的输入-输出观测数据设计控制器,该方法无需建立系统的状态空间模型。采用子空间预测控制策略求解一个带有线性矩阵不等式约束的优化问题,得到最优控制器的一个最优解。对于子空间预测控制的最优化问题,通过构造一组估计序列,以便采用快速梯度算法求解。以直升机悬停状态为例,利用该方法设计控制器,验证方法的有效性。     

积分对象的预测函数控制及其性能分析

基于过程脉冲响应设计预测函数控制器,针对积分过程输入端受到干扰后难以跟踪设定值的缺点,运用最优控制思想设计抗干扰控制器,所设计系统具有双自由度的控制结构.所提算法能同时适用于反向响应积分对象和大时间滞后积分对象的控制.仿真实验表明,该方法对过程参数摄动具有良好的鲁棒性及抑制外界干扰的能力.     

线性双时滞广义系统时滞依赖H∞控制

研究了线性双时滞广义系统时滞依赖H∞控制器设计问题.利用线性矩阵不等式方法和Lyapunov-K rasovskii泛函相结合,给出了线性双时滞广义系统的一个有界实引理.在此基础上,给出了H∞控制器的设计方法和存在的充分条件.该控制器的设计使得在满足一定的条件下闭环系统是正则、稳定、无脉冲的,且从扰动到控制输出的传递函...     

履带式半喂入水稻收割转向和割台升降机液压系统

履带式半喂入水稻收割机的液压转向和割台升降系统是由整体式电动控制阀、双联泵、双向制动缸和割台升降缸组成。双联泵用来提供动力,排量为3.6/2.6,其中排量大的,提供给割台升降系统,另一个给液压转向系统提供动力,两种液压缸为执行元件,采用柱塞式结构,分别推动割台的升降和行走部分的转向。整体式电动控制阀为集中控制元件,包括三个电磁控制阀、两个安全溢流阀、机动节流阀、液压锁、缓降装置等。具有结构紧凑、体积小、操作方便等特点。该系统经过多家收割机厂的选用,满意度较高,是半喂入式收割机首选的液压系统。     

基于转向响应特性的智能车辆轨迹跟踪双闭环控制

智能车辆轨迹跟踪的准确性与鲁棒性是车辆运动控制性能的重要表征,基于路径预瞄信息的跟踪控制研究使车辆性能显著提升. 然而,车辆转向系统响应不足给车辆实时准确的基于预瞄信息跟踪参考轨迹带来挑战. 针对此问题,实时引入转向系统状态建立双闭环轨迹跟踪控制结构,保证智能车辆轨迹跟踪控制算法对转向系统响应不足的鲁棒性. 具体结构外环基于预瞄信息使用模型预测控制求解最优转向角,内环基于转向状态误差使用PID方法设计反馈控制律以补偿转向响应不足. 双闭环结构耦合控制输入保证了车辆鲁棒最优跟踪控制. 最后通过Carsim与Simulink联合仿真,验证了该双闭环控制结构的有效性.      

倾转旋翼机切换鲁棒控制器初始化研究

为提升跟踪控制下的线性切换系统瞬态性能,采用控制器初始化方法,通过闭环切换系统输出性能指标的最小化,获得切换控制器最优初始化映射,给出了简化最优初始映射的求解方法. 采用多Lyapunov函数的方法,证明了闭环切换系统的输入状态有界性,给出了初始化切换系统渐近稳定条件. 依据倾转旋翼机纵向运动模型以及所选取的被控对象平衡状态点,采用鲁棒控制器设计方法设计了相应控制器,并对跟踪控制下的切换控制器初始化控制效果进行了仿真验证.      

二重积分滑模控制最大功率点的研究

针对最大功率点滑模控制器中存在跟踪电压误差、抖震和瞬态响应缓慢等问题,在一个独立光伏系统中,提出了一种新型的基于双积分滑模控制最大功率点跟踪,为此二重积分滑模控制器采用跟踪电流误差项的滑动面来消除稳态误差。实验结果表明:与滑模控制器和积分滑模控制器控制过程相比较,采用二重积分滑模控制器极大地削减了输出电压稳态抖震,使输出电压值更为精确。在光伏系统中,使用MATLAB仿真软件可以有效的验证所提出的二重积分滑模控制器。     

基于一类复合型性能指标的线性最优控制问题

讨论基于一类复合型性能指标的线性最优控制问题.应用最优控制理论推导出问题的最优控制解的形式,得出最优控制是不依赖于系统状态的开环控制.另外得到了最优价值函数的具体形式,并证明了价值函数关于系统状态x是线性的.     

时滞系统线性伺服机构的设计方法及应用

本文利用块脉冲函数,采用参数优化的方法,对具有任意状态(或输出)时滞、控制时滞及其任意初始条件的多变量定常系统,就其线性伺服机构的设计,进行了研究,提出了计算其最优控制向量和最优状态(或输出)向量的具体算法。该算法简单,且便于工业生产过程中实施。仿真结果表明,此算法对设计时滞系统线性伺服机构是切实可行的。     

受约束悬臂输流管振动的最优控制

使用压电片作为控制执行元件,对具有线性弹簧支承和三次非线性运动约束的悬臂输流管道的振动进行了最优控制·考虑压电片通上电流而产生伸缩后对管道施加的控制力矩,推导出了受控输流管系统的运动微分方程,并利用Galerkin方法对其进行了离散化处理·根据可同时使管道振动变形和控制输入能量达到最小的最优控制原则设计出了最优控制器,同时还对管道受控前后的运动响应进行了数值仿真,以验证该控制方案的有效性·通过比较发现,提出的最优控制方案不但能控制输流管的周期运动,而且对该系统的混沌运动也能进行有效控制·     

风荷载下伸臂桁架-ATMD组合系统最优伸臂桁架位置研究

基于虚拟激励法和最优控制理论,提出伸臂桁架-主动调谐质量阻尼器(ATMD)组合系统的风振最优控制模型。首先推导伸臂桁架主体结构与ATMD耦合后的控制运动微分方程组并基于虚拟激励法求解该方程组,发展新的伸臂桁架-ATMD组合系统数值简化模型。基于新提出的组合系统数值简化模型,应用固定点理论求解ATMD最优控制力,获得伸臂桁架-ATMD组合系统的最优控制力模型。将新提出的伸臂桁架-ATMD组合系统数值简化模型和最优控制力模型进行有效数值组合,构建该组合系统的整体最优控制模型。将本文提出的基于固定点理论的最优控制模型与基于线性二次规划方法的最优控制模型、被动最优控制模型和无控制模型进行对比分析。最后应用基于固定点理论的最优控制模型对伸臂桁架-ATMD组合系统的最优伸臂桁架位置进行单参数敏感性分析,研究最优伸臂桁架位置对不同结构影响因素的敏感性以及ATMD对不同类型伸臂桁架系统的抗风控制效果。研究结果表明：主体结构伸臂桁架系统类型不同,不同控制方案的作用效果不同,且主动控制方案对加速度响应的控制效果优于对位移响应的控制效果;与纯伸臂桁架系统相比,风荷载作用下主动调谐质量阻尼器对组合系统的最优伸...     

二级倒立摆最优控制实验

二级倒立摆是检验各种控制理论的理想模型.本文给出了二级倒立摆的两种最优控制方法,分别是线性二次状态控制器(LQR)和线性二次输出控制器(LQY).通过仿真实验,分别得出LQR和LQY两种方法下的响应曲线,可以发现两种方法都能够使得二级倒立摆系统稳定,且将两种方法进行了对比,发现其控制效果相当.     

可控串补多目标控制研究

可控串补暂态稳定控制，既要抑制功角第一摆，又要快速阻尼系统故障后的功率振荡，这是一个多目标控制问题。文中提出了基于Ｔ－Ｓ（Ｔａｋａｇｉ－Ｓｕｇｅｎｏ）模型的可控串补模糊控制策略，充分考虑了可控串补装置的非线性，并结合了线性最优控制理论和专家知识。该模糊控制器相当于自适应变增益的线性最优控制器，能满足系统多目标控制的要求。数字仿真表明，该模糊控制策略在暂稳控制中优于其它常规控制方式（ＰＩ控制，ｂａｎｇ－ｂａｎｇ控制，线性最优控制）。     

一般时滞系统最优控制的逐步优化方法

上世纪60年代以来,借助于动态规划,无时滞系统的最优控制已经得到了很好的解决,然而,经典的动态规划没有像无时滞系统中逐步导出控制器一样,成功地应用于时滞系统。在本文中,针对一般时滞系统的最优控制问题,通过引入一对偶的倒向随机系统并应用内积理论,将提出一个逐步优化算法。借助于该方法,我们可以逐步对线性二次型（LQ）进行完全平方,进而得到控制器的解析解。有趣的是,时滞系统的控制器设计等价于对偶的倒向随机时滞系统不同信号的估计器设计。所提出的一般方法是行之有效的,因为借助于此方法,我们可以将时滞系统的最优控制从确定整个控制序列旋即变为逐一确定序列的元。可以相信所给出的逐步优化算法也可以用于解决其他相关的复杂控制问题,如控制问题解的充要条件等。     

大型汽轮发电机组的最优综合控制及其在动态模拟系统上的试验研究

本文探讨了远距离输电系统中大型汽轮发电机组的最优综合控制问题。文中提出的这种按线性最优控制理论设计的综合控制器把励磁控制与汽门控制二者结合了起来。不仅从分析计算上，而且通过电力系统动态物理模拟的实验证明了，所设计的综合最优控制器，与发电机同时具有电液调速器及ＰＳＳ励磁控制器的方案相比，在小干扰作用下，前者比后者提供了较好的阻尼；在系统遭受大干扰的冲击下，前者对暂态稳定极限的提高和对动态响应的改善尤为显著。