基于MATLAB的线性二次型最优控制器设计

给出了完整的线性二次型最优控制器的设计过程，简述了线性二次型最优控制器的基本原理、控制器的设计方法，并对控制器作用下的闭环系统的稳定性和响应进行了分析，设计所得到的控制器控制效果比较好，对参数摄动也不敏感，达到了设计的目的。     

路面激励下车辆速度最优控制

对发动机-耗能装置动力学模型进行分析,给出了完整的线性二次型最优控制器的设计过程。介绍了线性二次型最优控制器的基本原理和控制器的设计方法,设计了自动调节车辆速度的线性二次型最优控制器,并对控制器作用下的闭环系统的响应进行了分析。结果表明,设计所得到的控制器控制效果良好,达到了设计目的。     

三级倒立摆的混合控制

针对传统模糊控制的不足,基于三级倒立摆多变量非线性的数学模型,设计了由模糊控制器和线性二次最优控制器组合的混合控制器.当小车到达某一指定位置时,模糊控制器切换到线性二次型最优控制器.仿真结果表明:混合控制器有效克服了模糊控制器在定位精度低和线性二次型最优控制器响应时间慢的缺点,优于单一的模糊控制器或线性二次型最优控制器...     

基于最优特征配置理论设计的电力系统励磁控制器

提出了基于最优特征值配置原理设计最优励磁控制器的方法。首先建立了单机－无穷大系统中发电机组的线性化模型,在此基础上出了系统的状态空间描述并按最优特征值配置的原理设计了状态反馈矩阵。仿真结果表明按特征值最优配置理论设计的控制器,不仅能使性能指标达到最优,而且避免了按线性二次型最优控制理论设计时状态权矩阵选择的困难。     

用主导极点定域设计法对二次型最优调节器讲行设计

基于主导极点定域设计法的基本原理，通过限制闭环主导极点在复平面左半面的双曲线域内，来选择二次型指标中的加权阵Q，并给出了ρ→∞时闭环系统极点与控制加权阵R选择的无关性。根据这一特点，给出了确定Riccati方程迭代法起始矩阵的方法，并以此为基础给出了二次型最优调节器的设计算法和计算机辅助设计的程序框图，为二次型最优调节器的设计提供了理论基础和算法依据。     

倒立摆控制的设计与仿真

针对倒立摆的稳定控制问题,阐述了二阶倒立摆的数学模型,采用线性二次最优控制理论,设计了倒立摆控制系统的线性二次型调节器和线性二次型输出器,使倒立摆系统闭环稳定。在Matlab 6.5环境下,对倒立摆系统在两种控制器作用下的控制过程进行仿真.结果表明,在非线性控制问题中,线性二次型输出器与线性二次型调节器相比,对倒立摆系统的控制更有优势。     

采用比例谐振和状态反馈的三相逆变器最优控制

针对常规线性二次型调节器方法设计的三相逆变器控制系统无法实现指令跟踪,而根据线性二次型最优跟踪方法设计的控制系统虽然能实现指令跟踪,却无法消除系统非线性模型带来的稳态误差这个问题,提出了一种比例谐振和状态反馈控制策略.该策略根据内模原理,首先将输出反馈转化为状态反馈,其次将线性二次型最优控制的输出跟踪问题转化为状态调节器问题,从而解决了线性二次型调节器方法解决指令跟踪问题的两个不足,成功对三相逆变器控制参数进行了最优整定,通过仿真和430 kW样机验证了该策略不仅实现了指令跟踪要求,而且消除了稳态误差,控制系统具有良好的稳态和动态性能,输出电压总谐波畸变率小于1％,带30％不平衡负载时电压不平衡度小于1.5％.     

宽带码分多址系统预测线性二次型功率控制算法

从最优控制的角度出发，将宽带码分多址系统中的功率控制问题转化成线性二次型的形式，利用线性预测技术预测链路增益，求解基于预测的线性二次型最优功率配置，仿真结果表明，该算法在满足各用户服务质量要求的前提下，与传统算法相比，收敛速度提高了7%，而系统能够支持的用户数是传统算法的1.2倍左右。     

关于线性二次型调节器次最优控制模型和方法的研究

讨论了解决线性二次型调节器系统的次最优方案,目的是要确定一个相对易改进的线性反馈规律,它可导出接近的最优系统指标。用这种方法,次最优线性调节器问题被精确公式化,并导出了其解的必要条件。     

基于线性二次型最优调节器的虚拟同步发电机控制策略

针对虚拟同步发电机控制下,功率调度指令突变时引起的系统频率波动以及频率偏移量较大的问题,提出了一种基于线性二次型最优调节器的VSG控制策略;通过分析输出频率动态响应特性,建立以角频率偏移量和功角偏移量为状态向量,输入有功功率偏差为控制向量的状态方程,求解系统最优控制规律,进行线性二次型最优调节器的设计;在Matlab/Simulink中搭建模型仿真,仿真结果表明:在负载扰动或有功阶跃工况下,基于线性二次型最优调节器的VSG控制策略,能够有效减小频率超调和暂态响应时间,改善频率动态响应特性;离网模式下系统暂态稳定性良好,即经过大幅扰动后频率可恢复至额定值,提高系统的运行稳定性。     

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．     

某框—剪结构的分部优化设计

从结构优化设计理论和结构控制理论的观点出发,针对某办公楼建筑结构的特点及抗震设计的要求,提出了高层框架—剪力墙抗震设计的优化和控制策略,使结构受力合理,降低了材料消耗。结果表明,综合应用优化设计和结构控制理论是降低高层抗震设计经济指标的可行途径。     

若干最优化控制方法

最优控制是现代控制理论的中心课题,许多最优控制方法都可用于控制系统的设计.文中首先分析这些控制方法的一致性和差异,然后利用一个系统的弹性系数或向量,将控制目标函数与限制条件组合成一个统一的盒子函数.这个新的盒子函数用于最优控制系统的设计,可以导致最优控制机理更加清晰,也使控制系统设计更加方便.     

最优解耦综合控制及其在除氧器控制中的应用

本文基于W.A.Wolovich的最优解耦思想,提出了多变量离散系统的最优解耦综合控制规律,为计算机控制系统的解耦并且最优设计提供了理论依据。研制了用于多变量连续系统和离散系统的最优解耦综合控制的计算机辅助设计应用软件包,并成功地将其应用于火电厂除氧器群的解耦控制设计。     

机械系统动力学与最优设计问题(Ⅱ)

本文首先简要地分析机械结构动强度、机构动力学与最优设计,然后讨论动力学最优设计与非线性规划、最优动态极值之间的关系,最后指出最优控制理论应用到机械系统设计是可能实现的。     

子午加速轴流风机最优化设计方法的研究

本文通过对叶道内的流动损失与气动参数和结构参数间关系的研究,在叶道无叶间隙处气体流动的各基本方程式、扩压因子关系式的基础上,运用最优控制理论建立了子午加速轴流风机最优化设计的数学模型。由于模型的奇异性,本文应用奇异控制原理、广义梯度原理和受控涡流设计思想导出了子午加速轴流风机最优“流型”的设计模型和计算程序。通过最优化设计计算和叶轮性能实验,证明与未优化的叶轮相比绝热滞止效率可提高3％。     

最优预见控制设计及在汽车主动悬架控制中的应用

一个不仅考虑系统当前的状况，而且还为未来的目标或外扰加以考虑的预见控制系统，常常能取得改善控制性能和降低系统能耗的双重效果．为此，作者将最优预见控制方法应用于汽车主动悬架控制，取得了良好效果     

基于小波理论的平面叶栅优化设计

应用最优控制理论和Ｌａｇｒａｎｇｅ插值建立了任意回转面三元叶片的平面叶栅优化设计的数学模型。用小波理论求解此模型得到一批数值结果。结果分析表明小波方法较传统方法更加有效。     

带零点二阶系统的积分评价指标和最佳阻尼比

二阶系统的积分评价指标和最佳阻尼比问题,是控制理论与系统设计中的基本问题。通常仅对简单的二阶系统1/(S~2+2ζS+1)进行研究,有它的局限性。实际的闭环二阶系统的数学模型多数带有零点,其传递函数为 G(S)=(τS+1)/(T~2S~2+2TζS+1)。因此,解决τ≠0,T≠1时的积分评价指标和最佳阻尼比,对控制理论的研究和系统设计的实践都是有用的。本文采用解析法和数值解法,求得了二阶闭环系统当τ/T 一定时的最佳阻尼比ζ以及当阻尼比ζ一定时的最佳τ/T 及其相应的积分评价指标的数值。本文得出的结果,可供控制系统设计时使用。     

改进直接多重打靶算法及在飞行力学中的应用

直接多重打靶算法是求解最优控制问题很有效的方法之一，通过仅假设出节点处的控制变量值，使该算法在求解最优控制问题对更方便，收敛更快，利用改进算法成功地求解了多个飞行力学问题，探讨了敏捷性管理系统的优化设计，通过优化设计，使敏捷性管理系统在确保满足各种约束条件的前提下，飞机的转弯时间缩短了近20％。