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基于WOA-LQR的智能车辆路径跟踪控制
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作者 张闯 赵奉奎 +1 位作者 张涌 张伟 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第3期352-362,共11页
针对无人驾驶车辆在特殊行驶工况(冰雪路面、雨天路面、高速换道)下路径跟踪控制精度差的问题,本文设计了一种基于鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的LQR控制器(WOA-LQR).首先,基于二自由度车辆动力学模型建立跟踪误差模... 针对无人驾驶车辆在特殊行驶工况(冰雪路面、雨天路面、高速换道)下路径跟踪控制精度差的问题,本文设计了一种基于鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的LQR控制器(WOA-LQR).首先,基于二自由度车辆动力学模型建立跟踪误差模型,以此为基础设计离散LQR控制器,并采用前馈控制消除由于系统简化带来的误差.同时,为解决固定权重系数下的LQR控制器对特殊行驶工况适应性差导致跟踪精度低、车辆失稳的问题,在以横向误差、航向角误差作为评价指标的基础上,考虑车辆侧向加速度和前轮转角对车辆维持稳定的影响,并对评价指标设定相应的权重系数,设计了目标值最小的适应度函数,提出一种基于鲸鱼算法优化的LQR自适应权重系数调节策略.最后,通过Carsim/Simulink联合仿真对WOA-LQR控制器在不同工况下进行路径跟踪仿真实验.结果表明:本文提出的控制策略在复杂行驶工况下有着良好的跟踪效果,显著提升了车辆在路径跟踪过程中的控制精度,具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 无人驾驶车辆 路径跟踪控制 线性二次型调节器 前馈控制 鲸鱼优化算法
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基于遗传算法优化的LQR路径跟踪控制
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作者 王文博 赵书尚 +1 位作者 李阁强 李子璋 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期325-329,337,共6页
针对转向机器人路径跟踪问题,设计了基于遗传算法优化的线性二次型最优控制器(LQR)。首先建立车辆二自由度“自行车”动力学模型,得到车辆横向误差模型。然后构建横向误差目标函数,设计线性二次型最优状态调节器(LQR),得到控制车辆的前... 针对转向机器人路径跟踪问题,设计了基于遗传算法优化的线性二次型最优控制器(LQR)。首先建立车辆二自由度“自行车”动力学模型,得到车辆横向误差模型。然后构建横向误差目标函数,设计线性二次型最优状态调节器(LQR),得到控制车辆的前轮转角。进一步地,在控制环中加入前馈控制以消除稳态误差。在此基础上,采用遗传算法迭代优化权重矩阵Q、R来改进LQR控制器。经过Simulink与Carsim联合仿真表明,采用遗传算法优化后的LQR算法相较于未优化的LQR,横向误差减小了53%,并且大大节省了找寻最优权重矩阵的时间。 展开更多
关键词 横向运动控制 路径跟踪 遗传算法(GA) 线性二次型最优控制(lqr)
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基于LQR和UKF的软体机器人无模型轨迹跟踪控制
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作者 关胜闯 柳宇钧 +1 位作者 杨清昊 刘兆冰 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期570-575,583,共7页
针对软体机器人精确建模和控制问题提出一种新颖的非线性估计和控制策略,用于控制二维气动软体机器人的动态性能。采用基于Koopman算子的数据驱动方法建立二维气动软体机器人的线性模型。利用无迹卡尔曼滤波器(UKF)进行传感器数据滤波... 针对软体机器人精确建模和控制问题提出一种新颖的非线性估计和控制策略,用于控制二维气动软体机器人的动态性能。采用基于Koopman算子的数据驱动方法建立二维气动软体机器人的线性模型。利用无迹卡尔曼滤波器(UKF)进行传感器数据滤波和系统状态估计,同时利用线性二次型调节器(LQR)来实现轨迹跟踪的最优控制。仿真和实验比较结果一致表明,所提方法在轨迹跟踪性能方面优于另两种方法。 展开更多
关键词 软体机器人 Koopman算子 lqr控制 无迹卡尔曼滤波器
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基于混合LQR/H∞与GPC的深海集矿车内外环控制
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作者 秦兆博 侯嘉晖 +3 位作者 李致远 边有钢 崔庆佳 胡满江 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期24-35,共12页
为解决深海集矿车在海底自主行驶时易受到动态洋流等因素造成的时变外界干扰的问题,进一步提高深海集矿车运动控制精度,提出一种基于混合线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)/H无穷(H-infinity,H∞)与广义预测控制(genera... 为解决深海集矿车在海底自主行驶时易受到动态洋流等因素造成的时变外界干扰的问题,进一步提高深海集矿车运动控制精度,提出一种基于混合线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)/H无穷(H-infinity,H∞)与广义预测控制(generalized predictive control,GPC)的深海集矿车内外环控制方法.基于考虑时变外界干扰影响的深海集矿车误差运动学模型,结合LQR与H∞控制相构建方位外环控制器,使得控制器不仅具备线性最优控制方法的快速跟踪能力,还有较强鲁棒性;结合基于履带纵向运动学模型构建的GPC速度控制器与深海集矿车动力学模型,设计了速度内环控制器.该控制器在考虑深海集矿车动力学特性的同时,确保了求解过程的实时性.仿真结果表明,相比于常用的横向模型预测控制(model predictive control,MPC)/纵向比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制方法,该方法不仅具有更高的横/纵向控制精度,还对时变外界干扰具备更强的鲁棒性. 展开更多
关键词 集矿车 车辆控制 线性二次调节器 鲁棒性
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采用转角补偿LQR的自动驾驶集卡路径跟踪控制
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作者 曹莉凌 刘威 +1 位作者 代堃鹏 周国峰 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期413-423,共11页
为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法... 为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法进行转角补偿设计了LQR路径跟踪控制器;通过MATLAB/Simulink和TruckSim搭建联合仿真平台,在不同工况下进行仿真分析验证。结果表明:通过采用提出的路径跟踪算法,引入PID转角补偿,牵引车平均距离偏差降低62%以上,半挂车平均距离偏差降低31%以上,航向偏差和铰接角偏差也均有所改善。因此,该文提出的控制算法具有较好的路径跟踪性能,提高了对期望路径跟踪的精度和稳定性。 展开更多
关键词 自动驾驶集卡 路径跟踪 路径偏移 铰接角偏差 线性二次调节器(lqr) PID转角补偿
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Study on LQR control algorithm using superelement model 被引量:3
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作者 XU Qiang CHEN Jian-yun +2 位作者 LI Jing YUAN Chen-yang ZHAO Chun-feng 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第9期2429-2442,共14页
The conventional linear quadratic regulator(LQR) control algorithm is one of the most popular active control algorithms.One important issue for LQR control algorithm is the reduction of structure's degrees of free... The conventional linear quadratic regulator(LQR) control algorithm is one of the most popular active control algorithms.One important issue for LQR control algorithm is the reduction of structure's degrees of freedom(DOF). In this work, an LQR control algorithm with superelement model is intended to solve this issue leading to the fact that LQR control algorithm can be used in large finite element(FE) model for structure. In proposed model, the Craig-Bampton(C-B) method, which is one of the component mode syntheses(CMS), is used to establish superelement modeling to reduce structure's DOF and applied to LQR control algorithm to calculate Kalman gain matrix and obtain control forces. And then, the control forces are applied to original structure to simulate the responses of structure by vibration control. And some examples are given. The results show the computational efficiency of proposed model using synthesized models is higher than that of the classical method of LQR control when the DOF of structure is large. And the accuracy of proposed model is well. Meanwhile, the results show that the proposed control has more effects of vibration absorption on the ground structures than underground structures. 展开更多
关键词 linear quadratic regulator (lqr control algorithm component mode synthesis (CMS) Craig-Bampton (C-B) method superelement vibration control
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LQR Control for Homogeneous Agents with Multi-graph Topology 被引量:3
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作者 ZHANG Dong-Mei OU Lin-Lin +1 位作者 MENG Li WANG Xin-Gang 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期913-919,共7页
我们与将军一起考虑一套多代理人系统(质量) 线性时间不变(LTI ) 动力学和性能索引联合系统的行为的一个控制问题。在代理人之间的互联拓扑学与自我环作为一台未受指导的小型旋转式印刷机被建模,在每个系统是一个节点,在每个节点的控... 我们与将军一起考虑一套多代理人系统(质量) 线性时间不变(LTI ) 动力学和性能索引联合系统的行为的一个控制问题。在代理人之间的互联拓扑学与自我环作为一台未受指导的小型旋转式印刷机被建模,在每个系统是一个节点,在每个节点的控制行动是它的状态的功能和它的邻居的状态的地方。在这份报纸考虑的线性二次的管理者(LQR ) 控制问题能在反馈获得上由于块对角线限制被认为是一个结构优化问题。它被看那在最小化一个单个代理人系统的和性能的分布式的控制器平等者下面最小化多代理人系统的 LQR 性能限制。一个足够的条件以一套线性矩阵不平等(LMI ) 被介绍完成某些非最优的表演说明。除了使控制设计更适用, LQR 表演区域的观点被介绍并且分析,它被显示关于拉普拉斯算符矩阵的特征值凸。多代理人系统的 LQR 控制然后被变换成一套分系统的 LQR 控制,它作为系数与最小、最大的特征值合并二仅仅不平等限制。数字例子被举说明建议方法。 展开更多
关键词 lqr控制 多代理系统 图拓扑 线性矩阵不等式 线性时不变 最大特征值 性能指标 分布式控制器
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适应道路曲率多变的前馈-预测LQR横向控制 被引量:4
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作者 孙福昌 邵金菊 +1 位作者 单少飞 谢生龙 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第2期45-54,共10页
针对传统LQR(linear quadratic regulator)横向控制的不足,提出了一种前馈-预测LQR反馈控制,实现了曲率多变道路的跟踪控制。在传统动力学模型的基础上建立了误差模型,以误差模型为研究对象分别求解了反馈控制量和前馈控制量。为提高LQ... 针对传统LQR(linear quadratic regulator)横向控制的不足,提出了一种前馈-预测LQR反馈控制,实现了曲率多变道路的跟踪控制。在传统动力学模型的基础上建立了误差模型,以误差模型为研究对象分别求解了反馈控制量和前馈控制量。为提高LQR对道路多变的适应性,根据航向和横向位置误差建立了模糊规则实时调节Q、R矩阵。同时利用道路曲率信息,设计了预测模块,实时更新预测点和预测时间,解决了传统LQR响应迟滞问题。在给定规划路径的基础上进行了硬件在环实验,测试了单、双移线多车速工况下传统LQR和前馈-预测LQR的路径跟踪效果,结果表明本文中设计的前馈-预测LQR的控制效果优于传统LQR,单移线工况下轨迹跟踪误差最大可减少4.5%,双移线工况下轨迹跟踪误差最大可减少9.5%。 展开更多
关键词 自动驾驶 路径跟踪 横向控制 线性二次型调节器 预测控制
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基于GA-PSO的智能汽车横向LQR控制器优化设计 被引量:2
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作者 王怡萌 仝秋红 +2 位作者 孙照翔 高越 张武 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期47-55,共9页
针对线性二次型调节器(LQR)在智能汽车横向控制中,系数矩阵Q和R选取困难导致的控制精度低和参数整定效率低的问题,提出了一种遗传粒子混合优化(GA-PSO)方法。基于车辆二自由度模型设计了横向LQR控制器和前馈控制器,以该模型下控制器自... 针对线性二次型调节器(LQR)在智能汽车横向控制中,系数矩阵Q和R选取困难导致的控制精度低和参数整定效率低的问题,提出了一种遗传粒子混合优化(GA-PSO)方法。基于车辆二自由度模型设计了横向LQR控制器和前馈控制器,以该模型下控制器自身能量损失函数作为代价函数对系数矩阵进行优化,并对比了GA-PSO和粒子群优化(PSO)算法的优化效果。CarSim/Simulink联合仿真结果表明,经GA-PSO算法优化后的控制器跟踪精度和计算效率分别提高了47.06%和63.54%,且优化后的控制器具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 智能汽车 横向控制 轨迹跟踪 线性二次型调节器 粒子群优化
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基于非线性补偿LQR的全驱动碟式水下机器人控制 被引量:1
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作者 许一航 刘剑 +2 位作者 武永宝 王山丹 孙长银 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1783-1790,共8页
本文提出了一种仅使用6个推进器实现全自由度可控的圆碟式水下机器人结构,在静水环境下对其进行动力学建模.随后,基于此模型提出一种带非线性补偿环节的线性二次型调节器(LQR)反馈控制方法,可通过双向水下推进器实现对水下机器人6个自... 本文提出了一种仅使用6个推进器实现全自由度可控的圆碟式水下机器人结构,在静水环境下对其进行动力学建模.随后,基于此模型提出一种带非线性补偿环节的线性二次型调节器(LQR)反馈控制方法,可通过双向水下推进器实现对水下机器人6个自由度的全驱动控制并抑制由重力矩导致的扰动.最后,经仿真试验表明本文设计的非线性补偿算法对重力矩扰动具有很强的抑制作用,控制器能稳定实现水下机器人六自由度状态跟踪,本文中设计的推进器布局也对全驱动水下机器人的设计具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 自主无人潜水器 线性二次型调节器 全驱动控制 非线性补偿
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基于LQR的三有源桥变换器控制
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作者 解非 王浩 舒杰 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第2期235-240,共6页
针对三有源桥变换器解耦控制中工况远离稳态点解耦矩阵变化时控制性能较差的问题,提出一种基于线性二次型调节器(LQR)的三有源桥变换器控制方法。通过电路等效变换和端口功率传输方程建立状态空间模型,进一步设计基于状态反馈的LQR控制... 针对三有源桥变换器解耦控制中工况远离稳态点解耦矩阵变化时控制性能较差的问题,提出一种基于线性二次型调节器(LQR)的三有源桥变换器控制方法。通过电路等效变换和端口功率传输方程建立状态空间模型,进一步设计基于状态反馈的LQR控制方法,在实现功率潮流控制的同时保持端口电压的稳定,通过仿真控制验证所提出方法的控制性能,对比传统PI解耦控制,在工况变化时,该控制方法具有更好的动态性能。 展开更多
关键词 三有源桥变换器 解耦控制 状态空间方程 线性二次型调节器
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改进的LQR横向路径跟踪控制器 被引量:6
12
作者 马思群 王兆强 +1 位作者 韩博 赵佳伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期130-140,共11页
路径跟踪在自动驾驶中起着至关重要的作用。为了保证控制器的实时性并提高路径跟踪控制器的稳定性和自适应性,提出了一种基于改进的LQR算法的横向路径控制策略。首先将汽车的动力学模型拆解为横向误差动力学模型,并以此模型设计了前馈+... 路径跟踪在自动驾驶中起着至关重要的作用。为了保证控制器的实时性并提高路径跟踪控制器的稳定性和自适应性,提出了一种基于改进的LQR算法的横向路径控制策略。首先将汽车的动力学模型拆解为横向误差动力学模型,并以此模型设计了前馈+反馈的离散LQR控制器。然后采用模糊控制方法实时根据车辆状态调整LQR的权重系数。此外,为了降低控制器的计算量,设计了基于余弦相似度的更新机制。最后,通过Simulink-Carsim平台对改进的LQR控制器进行双移线路况测试。结果表明,该控制算法在跟踪精度和计算效率方面得到了较大的改善。 展开更多
关键词 路径跟踪 线性二次型调节器(lqr) 拉格朗日乘数法 权重自适应控制 余弦相似度
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考虑模型失配的波浪发电系统功率优化LQR控制
13
作者 林炳骏 杨俊华 +2 位作者 吴凡曈 梁惠溉 邱达磊 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期389-394,共6页
为降低复杂海况对波浪发电系统的影响,改良目标价值函数,设计线性二次型最优控制器,约束系统运动状态同时提升波能捕获能力。通过调整权重矩阵求取最优反馈增益,获得理想q轴电流并采用空间矢量控制策略跟踪控制之,平衡系统物理约束与功... 为降低复杂海况对波浪发电系统的影响,改良目标价值函数,设计线性二次型最优控制器,约束系统运动状态同时提升波能捕获能力。通过调整权重矩阵求取最优反馈增益,获得理想q轴电流并采用空间矢量控制策略跟踪控制之,平衡系统物理约束与功率捕获关系;模型失配时根据理想模型与实际装置位移差值,基于HJI理论设计RBF鲁棒控制器,补偿系统失配运动状态与功率。仿真结果表明:在不规则激励力下,所提控制策略动态性能好、鲁棒性强,在满足系统物理约束的同时可有效提高波能捕获能力,补偿系统因失配减少的功率。 展开更多
关键词 波浪能 误差补偿 波能转换 永磁直线同步电机 改进线性二次型控制策略(lqr)
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非线性递减权值PSO优化下的LQR轨迹跟踪研究
14
作者 董蓉 刘放 +2 位作者 聂少卿 刘亚飞 吴宝宁 《电子测量技术》 北大核心 2024年第4期44-50,共7页
针对二次线性调节器(LQR)权重矩阵选取困难导致的自动驾驶车辆控制精度低、系统适应度欠佳等问题,设计了一种非线性递减权值粒子群算法(NLDW-PSO)。基于二自由度车辆动力学模型,构建了横向跟踪误差模型,设计了前馈控制消除了LQR稳态误差... 针对二次线性调节器(LQR)权重矩阵选取困难导致的自动驾驶车辆控制精度低、系统适应度欠佳等问题,设计了一种非线性递减权值粒子群算法(NLDW-PSO)。基于二自由度车辆动力学模型,构建了横向跟踪误差模型,设计了前馈控制消除了LQR稳态误差;并设计以横向偏差、航向偏差和前轮转向角为评价函数,将系统输出误差状态量反馈至NLDW-PSO算法,所设计的非线性递减惯性权重因子通过提升粒子群体寻优性能,从而自适应调整LQR权重系数更新策略,形成闭环优化控制,最终求解得到系统目标函数极值。将所设计控制器的跟踪效果进行了对比,Carsim/Smulink联合仿真结果表明所提出NLDW-PSO优化LQR算法的跟踪控制效果最优,横向距离偏差最大值为0.076 m,横向距离偏差均值相较于固定权重系数LQR降低了69.74%,显著提高了车辆跟踪控制精度和自适应能力,且对速度变化具有较强鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性递减权值 粒子群算法PSO 二次线性调节器lqr 轨迹跟踪控制
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基于改进PID-LQR的导弹稳定控制方法研究 被引量:1
15
作者 苏日新 张欧 《现代防御技术》 北大核心 2024年第3期73-79,共7页
导弹稳定控制系统是提高导弹制导性能的关键技术之一,一直以来都是研究的热点和重点。以导弹纵向平面为例,建立了导弹稳定控制的状态空间模型,推导了LQR控制算法,在传统LQR方法的基础上,结合PID算法提出了一种改进的PID-LQR导弹稳定控... 导弹稳定控制系统是提高导弹制导性能的关键技术之一,一直以来都是研究的热点和重点。以导弹纵向平面为例,建立了导弹稳定控制的状态空间模型,推导了LQR控制算法,在传统LQR方法的基础上,结合PID算法提出了一种改进的PID-LQR导弹稳定控制方法。通过仿真分析,比较了所提方法和传统LQR方法、改进LQR方法、模糊PID-LQR方法的控制性能,并对建立的导弹模型参数进行了拉偏试验,仿真结果表明所提出的方法优于其他3种方法,具有良好的控制性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 导弹稳定控制 导弹模型 线性二次型调节器 比例积分微分
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半挂汽车列车挂车转向PSO-LQR控制器设计
16
作者 陆柯伟 徐晓美 +1 位作者 秦勇杰 张涌 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第1期41-49,共9页
针对低速转向时挂车跟踪牵引车轨迹性能较差的问题,设计了一种基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)的挂车主动转向LQR控制器,探讨了不同权重矩阵获取方式对挂车转向控制效果的影响。验证了构建的挂车转向半挂汽车列车运... 针对低速转向时挂车跟踪牵引车轨迹性能较差的问题,设计了一种基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)的挂车主动转向LQR控制器,探讨了不同权重矩阵获取方式对挂车转向控制效果的影响。验证了构建的挂车转向半挂汽车列车运动学模型的可靠性;设计了挂车的低速轨迹跟踪LQR控制器,利用PSO算法优化了LQR控制器的权重矩阵;研究了不同权重矩阵获取方式下的控制器性能。研究结果表明:经PSO算法优化后的LQR控制器能使挂车更快地进入稳定跟踪状态;当权重矩阵R分别取作0.1和1时,相比于由人为整定得到的权重矩阵Q对应的挂车跟踪误差,全局最优权重矩阵对应的挂车跟踪误差在单U形路径下分别减小26.1%和19.4%,在匝道螺旋路径下分别减小了40.9%和43.4%。 展开更多
关键词 半挂汽车列车 主动转向 粒子群优化算法 线性二次型调节器 最优控制
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基于LQR算法的矿井提升系统纵向振动抑制 被引量:1
17
作者 力文新 黄曦 +3 位作者 宋字宇 宋延廷 杨哲明 黄家海 《液压与气动》 北大核心 2024年第8期11-17,共7页
针对矿井提升系统钢丝绳弹性特性以及外部扰动导致的系统纵向振动,设计基于精确模型的线性二次型调节器抑制振动。基于广义Hamilton原理,建立扰动激励下摩擦提升系统纵向振动方程,并利用实验数据对模型正确性进行验证,为线性二次型调节... 针对矿井提升系统钢丝绳弹性特性以及外部扰动导致的系统纵向振动,设计基于精确模型的线性二次型调节器抑制振动。基于广义Hamilton原理,建立扰动激励下摩擦提升系统纵向振动方程,并利用实验数据对模型正确性进行验证,为线性二次型调节器设计奠定了基础。仿真表明,线性二次型调节器控制算法对于外部扰动引起的系统振动有很好抑制效果,且对于驻车制动引起的振动也可以快速衰减,振动加速度减少了59.87%,收敛仅需1.37 s。为提升系统的振动控制提供了可行且有效的理论基础,为相关工程实践提供了有力的支持。 展开更多
关键词 线性二次型调节器控制 摩擦提升系统 振动频率 HAMILTON原理 时变钢丝绳
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数据驱动的船舶航迹跟踪控制方法研究
18
作者 熊勇 周思文 +1 位作者 王显飞 吕志远 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期232-246,共15页
[目的]针对存在船舶模型参数未知、外界扰动未知以及舵机约束等问题,提出一种基于数据驱动的在线辨识船舶参数,迭代解析计算最优控制量的航迹跟踪控制方法。[方法]构建双螺旋桨船的三自由度动力学方程,通过采集船舶的运动数据,设计扩张... [目的]针对存在船舶模型参数未知、外界扰动未知以及舵机约束等问题,提出一种基于数据驱动的在线辨识船舶参数,迭代解析计算最优控制量的航迹跟踪控制方法。[方法]构建双螺旋桨船的三自由度动力学方程,通过采集船舶的运动数据,设计扩张状态观测器-多新息递推最小二乘交互式算法。再将辨识得到的船舶运动模型在采样周期内近似为定常线性模型,将船舶航迹跟踪问题转变成带约束和干扰的线性二次型优化控制问题。通过引入加权矩阵与罚函数,构建包含轨迹误差、外界干扰量和控制量约束不等式的二次型性能指标,并运用精细积分法获得矩阵黎卡提微分方程的解析解,得到有限时间状态调节器的迭代计算式。[结果]实现了在线辨识船舶运动模型参数和估计未知扰动,并设计出一种“启动后不用管”的航迹跟踪控制算法,降低了参数辨识和控制算法对实验设计的严格要求。[结论]通过Matlab数值仿真分析权重矩阵Q,R和S对航迹跟踪精度的影响,验证了参数辨识和控制算法的有效性。 展开更多
关键词 无人艇 操纵性 运动控制 数据驱动 扩张状态观测器 精细积分法 线性二次型状态调节器
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内分泌LQR控制策略及其主动悬架减振研究 被引量:9
19
作者 金耀 于德介 +2 位作者 陈中祥 蒋明华 贺欣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期49-54,共6页
基于生物内分泌系统激素调节机理设计了内分泌智能控制器,结合传统的线性二次型调节器(LQR),提出一种新型复合结构的内分泌LQR控制器。将其应用于汽车主动悬架减振控制,采用ADAMS/View构建麦弗逊汽车悬架模型,以典型的正弦路面输入和随... 基于生物内分泌系统激素调节机理设计了内分泌智能控制器,结合传统的线性二次型调节器(LQR),提出一种新型复合结构的内分泌LQR控制器。将其应用于汽车主动悬架减振控制,采用ADAMS/View构建麦弗逊汽车悬架模型,以典型的正弦路面输入和随机路面输入作为激励,通过MATLAB与ADAMS联合仿真对比分析了内分泌LQR控制、传统LQR控制及被动悬架的减振效果。研究结果表明,内分泌LQR控制品质优良、对变化的工况参数具较好的适应性,减振效果要优于传统LQR控制。该方法为主动悬架减振提供了一种新的控制方案,同时也为内分泌智能控制策略及其应用提供了新思路。 展开更多
关键词 主动悬架 内分泌系统 lqr 智能控制 减振控制
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LQR优化的BP神经网络PID控制器设计 被引量:19
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作者 唐伎玲 赵宏伟 +1 位作者 王婷婷 胡黄水 《吉林大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2020年第3期651-658,共8页
针对传统神经网络PID(比例-积分-微分)控制器和传统线性二次调节器(LQR)优化型PID控制器对无刷直流电机转速控制恢复时间长及抗干扰性较差等问题,提出一种LQR优化的BP神经网络PID控制器,用于无刷直流电机的转速控制.首先,利用BP神经网络... 针对传统神经网络PID(比例-积分-微分)控制器和传统线性二次调节器(LQR)优化型PID控制器对无刷直流电机转速控制恢复时间长及抗干扰性较差等问题,提出一种LQR优化的BP神经网络PID控制器,用于无刷直流电机的转速控制.首先,利用BP神经网络对PID增益进行调节,提高控制器的动态适应性和鲁棒性;然后,采用LQR优化BP神经网络最优输出,使其更接近目标PID增益.仿真结果表明,该控制器有效提高了响应速度,减小了稳态误差并增强了抗干扰能力. 展开更多
关键词 无刷直流电机 PID控制器 BP神经网络 线性二次调节器 转速控制
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