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新能源直流组网倍流整流器线性二次型最优控制增强抗扰特性研究
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作者 董帅 刘黎 +3 位作者 段天元 田艳军 赵华伟 李赢正 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期140-149,共10页
针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的... 针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的动态特性,提高电解设备的运行效率和槽内材料的寿命。结果证明,该方法可以显著地降低系统的电压、电流波动时间,且与常规的PI控制相比,对系统干扰的抑制效果更好。最后,对线性二次型最优控制所提出的理论与方法进行仿真验证,证明其正确性与适用性。 展开更多
关键词 新能源 DC-DC变流器 电解制氢 状态反馈 线性二次型最优控制 抗扰特性
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基于线性二次型最优控制策略的倒立摆实验系统搭建 被引量:9
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作者 李劲松 颜国正 +1 位作者 冯剑舟 宋立博 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第3期38-40,60,共4页
以自动控制领域典型的实验、教研设备——倒立摆系统作为研究对象,在建立了倒立摆系统数学模型的基础上,采用线性二次型最优策略进行控制,并利用MFC实现了人机交互,自主搭建了一套直线型一级倒立摆实验系统。系统的成功起摆与保持倒立... 以自动控制领域典型的实验、教研设备——倒立摆系统作为研究对象,在建立了倒立摆系统数学模型的基础上,采用线性二次型最优策略进行控制,并利用MFC实现了人机交互,自主搭建了一套直线型一级倒立摆实验系统。系统的成功起摆与保持倒立控制的实现,验证了建模的正确性与控制方式的有效性。 展开更多
关键词 倒立摆实验系统 建模 线性二次型最优控制 系统搭建
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单级旋转倒立摆极点配置与二次型最优控制 被引量:8
3
作者 曾孟雄 方春娇 赵千惠 《机电工程》 CAS 2010年第3期60-62,70,共4页
为了使旋转倒立摆的旋臂与摆杆始终保持在垂直姿态,通过对单级旋转倒立摆系统结构和动力学分析,建立了合理的状态空间模型并进行了线性化处理,分别通过极点配置和二次型最优控制进行了控制优化,并在Matlab中进行了仿真分析,实现了对旋... 为了使旋转倒立摆的旋臂与摆杆始终保持在垂直姿态,通过对单级旋转倒立摆系统结构和动力学分析,建立了合理的状态空间模型并进行了线性化处理,分别通过极点配置和二次型最优控制进行了控制优化,并在Matlab中进行了仿真分析,实现了对旋臂与摆杆的控制。研究结果表明,二次型最优控制具有更好的响应性能和算法简单等特点,在实际应用中具有重要意义。 展开更多
关键词 倒立摆 极点配置 二次型最优控制
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基于线性二次型最优控制和径向基神经网络PID的ESC控制策略 被引量:6
4
作者 罗文发 吴光强 郑松林 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期494-499,共6页
为提高电子稳定控制(ESC)的鲁棒性和自适应能力,采用联合扩展卡尔曼滤波方法估算轮胎侧偏刚度,改进了2自由度模型,在此基础上提出了线性二次型最优控制和径向基神经网络PID联合的控制算法,设计了双层控制器,其上层控制器通过线性二次型... 为提高电子稳定控制(ESC)的鲁棒性和自适应能力,采用联合扩展卡尔曼滤波方法估算轮胎侧偏刚度,改进了2自由度模型,在此基础上提出了线性二次型最优控制和径向基神经网络PID联合的控制算法,设计了双层控制器,其上层控制器通过线性二次型最优控制算法获取主动横摆力矩,下层控制器通过径向基神经网络PID进行车轮分配和变滑移率的控制。采用15自由度车辆模型进行了仿真验证,结果表明设计的控制策略较好地满足ESC的控制要求,并具备良好的自学习功能和瞬态控制能力。 展开更多
关键词 ESC控制策略 联合扩展卡尔曼滤波 轮胎侧偏刚度 线性二次型最优控制 径向基神经网络PID
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基于ELVIS的倒立摆二次型最优控制实验系统设计 被引量:3
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作者 费红姿 王纪方 +2 位作者 董全 郭新莲 宋恩哲 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第3期70-74,77,共6页
基于NI-ELVISⅡ虚拟仪器实验平台设计开发了倒立摆平衡控制实验系统。首先分析了倒立摆的控制原理,建立了倒立摆控制系统的数学模型,设计了二次型最优控制器;然后在LabVIEW环境中,设计了倒立摆平衡控制实验的前面板,并进行了仿真和实验... 基于NI-ELVISⅡ虚拟仪器实验平台设计开发了倒立摆平衡控制实验系统。首先分析了倒立摆的控制原理,建立了倒立摆控制系统的数学模型,设计了二次型最优控制器;然后在LabVIEW环境中,设计了倒立摆平衡控制实验的前面板,并进行了仿真和实验研究。实验结果表明:该倒立摆实验系统具有良好的创新性,利用此系统学生可以自行开发不同的控制方法,从而激发学生学习控制理论的兴趣,调动学生的主动性,进一步提高实验教学质量。 展开更多
关键词 虚拟仪器 倒立摆 ELVIS 二次型最优控制
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燃料电池轿车动力系统线性二次型最优控制研究 被引量:2
6
作者 贠海涛 孙泽昌 +1 位作者 万钢 赵玉兰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期112-116,共5页
建立了包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组在内的燃料电池轿车动力系统的动态数学模型,根据系统的噪声特性,将动力系统线性二次型最优控制问题归结为线性二次型高斯问题,并建立了考虑随机干扰的燃料电池轿车动力系统线... 建立了包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组在内的燃料电池轿车动力系统的动态数学模型,根据系统的噪声特性,将动力系统线性二次型最优控制问题归结为线性二次型高斯问题,并建立了考虑随机干扰的燃料电池轿车动力系统线性二次型最优动力控制算法。离线仿真和实车转鼓试验证明,该算法能够充分考虑动力系统主要部件的动力性和经济性,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 燃料电池轿车 动力系统 建模 线性二次型最优控制
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用改进的差分式Hopfield网络实现线性二次型最优控制 被引量:1
7
作者 李明爱 乔俊飞 阮晓钢 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期837-842,共6页
为解决差分式Hopfield网络能量函数的局部极小问题,本文对之改进得到一种具有迭代学习功能的线性差分式Hopfield网络.理论分析表明,该网络具有稳定性,且稳定状态使其能量函数达到唯一极小值.基于线性差分式Hopfield网络稳定性与其能量... 为解决差分式Hopfield网络能量函数的局部极小问题,本文对之改进得到一种具有迭代学习功能的线性差分式Hopfield网络.理论分析表明,该网络具有稳定性,且稳定状态使其能量函数达到唯一极小值.基于线性差分式Hopfield网络稳定性与其能量函数收敛特性的关系,本文将该网络用于求解多变量时变系统的线性二次型最优控制问题.网络的理论设计方法表明,网络的稳态输出就是欲求的最优控制向量.数字仿真取得了与理论分析一致的实验结果. 展开更多
关键词 多变量时变系统 线性二次型最优控制问题 动态优化 差分式Hopfield网络
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弹性连杆机构声辐射二次型最优控制研究 被引量:1
8
作者 卢剑伟 张龙天 +1 位作者 张宪民 沈允文 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第4期524-526,共3页
在结构振动波数谱中 ,并不是所有的成分都会产生声辐射 ,基于这一事实 ,对描述弹性连杆振动的运动微分方程进行改造 ,得到直接反映结构声辐射性能的运动微分方程 ,以此为基础 ,对结构声辐射的二次型最优控制进行了探讨 ,最后通过仿真算... 在结构振动波数谱中 ,并不是所有的成分都会产生声辐射 ,基于这一事实 ,对描述弹性连杆振动的运动微分方程进行改造 ,得到直接反映结构声辐射性能的运动微分方程 ,以此为基础 ,对结构声辐射的二次型最优控制进行了探讨 ,最后通过仿真算例表明该方法是有效的。 展开更多
关键词 弹性连杆机构 辐射 二次型最优控制 振动
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周期时变线性系统的一般线性二次型最优控制(英文) 被引量:3
9
作者 陈阳舟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期415-418,共4页
讨论周期时变线性系统的一般线性二次型最优控制问题 ,即状态方程为非齐次方程且二次型性能指标包含线性项的一般情况 .给出了该问题可解的一系列充分必要条件 ,同时给出了最优控制的解析构造以及最优性能指标值 .
关键词 周期时变线性系统 线性二次型最优控制 Riccati矩阵微分方程 Hamiltonian微分方程
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模糊神经网络补偿的伺服系统二次型最优控制 被引量:2
10
作者 徐春梅 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第3期264-267,共4页
针对伺服系统二次型最优控制存在的问题,提出了基于模糊神经网络补偿的二次型最优控制方法,该控制方法利用模糊神经网络的实时学习能力,能够及时补偿被控对象建模不准确、参数摄动和外界干扰等非线性因素对控制系统性能的影响,增强控制... 针对伺服系统二次型最优控制存在的问题,提出了基于模糊神经网络补偿的二次型最优控制方法,该控制方法利用模糊神经网络的实时学习能力,能够及时补偿被控对象建模不准确、参数摄动和外界干扰等非线性因素对控制系统性能的影响,增强控制系统的自适应能力,有效提高控制系统的跟踪性能和抗干扰鲁棒性能。仿真试验结果验证了该控制方法的有效性。 展开更多
关键词 二次型最优控制 模糊神经网络 补偿 伺服系统
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网络化控制系统离散二次型最优控制综合设计
11
作者 牛云 吴旭光 +1 位作者 康军 洪亮 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期227-233,共7页
基于网络QoS如延迟、丢包建立网络化控制系统状态方程,提出一种根据网络QoS离散化连续系统二次型代价函数及设计相应最优LQR(Linear Quadratic Regulator)控制器的方法。针对系统控制性能对网络QoS的约束,提出一种能够兼顾系统性能与网... 基于网络QoS如延迟、丢包建立网络化控制系统状态方程,提出一种根据网络QoS离散化连续系统二次型代价函数及设计相应最优LQR(Linear Quadratic Regulator)控制器的方法。针对系统控制性能对网络QoS的约束,提出一种能够兼顾系统性能与网络QoS的控制与调度综合协调设计方法。仿真实验证明了提出的网络化控制离散二次型最优综合设计方法的必要性和与已有的二次型最优控制方法相比的优势。 展开更多
关键词 网络化控制系统 离散二次型最优控制 网络QOS 综合协调设计
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类二次型最优控制方法在自主对接控制中的应用研究
12
作者 刘忠汉 吴宏鑫 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期44-49,共6页
针对参数已知的线性定常二阶系统 ,本文给出了直接求解 Riccati方程的方法 ,并在此基础上 ,将该方法得到的结果应用到参数未知的线性定常或慢时变系统中 ,使用估计参数直接求出反馈增益矩阵 ,提出了一种类二次型最优控制方法 。
关键词 二次型最优控制 自主对接控制 线性定常二阶系统 反馈增益矩阵
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基于粒子群优化算法的分数阶系统二次型最优控制算法 被引量:7
13
作者 赵亚亚 黄姣茹 +1 位作者 钱富才 陈超波 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第36期212-216,共5页
目前,利用分数阶变分法和分数阶非变分法,解决分数阶系统的二次型最优控制问题时,存在数值算法的收敛效果不够好,近似化的步骤过于繁琐,且计算耗时长,以及在使用传统的梯度迭代优化算法解决分数阶系统的二次型最优控制问题时,对于优化... 目前,利用分数阶变分法和分数阶非变分法,解决分数阶系统的二次型最优控制问题时,存在数值算法的收敛效果不够好,近似化的步骤过于繁琐,且计算耗时长,以及在使用传统的梯度迭代优化算法解决分数阶系统的二次型最优控制问题时,对于优化函数要求较高等问题。针对一类Caputo定义下的确定性线性分数阶系统,首先,设计一种状态反馈控制器,考虑从优化角度去解决分数阶系统的二次型最优控制问题,然后,利用粒子群算法(PSO)求二次型性能指标的最优值,即系统的最优控制增益,最终,得到系统的最优控制律。仿真结果表明,PSO比传统的梯度迭代优化算法收敛效果更佳,通用性更好,获得的性能指标更小,验证了该算法有效可行。 展开更多
关键词 分数阶Caputo系统 二次型性能指标 粒子群优化算法 分数阶二次型最优控制
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基于反馈线性化的电液伺服系统线性二次型最优控制 被引量:8
14
作者 赵华 唐文献 +2 位作者 李存军 钱慧洁 苏世杰 《机床与液压》 北大核心 2016年第19期51-55,共5页
由于电液伺服系统的非线性,常规建模方法不能准确建模,导致控制精度与稳定性难以提高。针对电液伺服闭环控制系统建立了非线性数学模型,基于微分几何方法对模型进行反馈精确线性化建模,利用线性二次型最优控制方法计算出系统的最优控制... 由于电液伺服系统的非线性,常规建模方法不能准确建模,导致控制精度与稳定性难以提高。针对电液伺服闭环控制系统建立了非线性数学模型,基于微分几何方法对模型进行反馈精确线性化建模,利用线性二次型最优控制方法计算出系统的最优控制律,利用该模型实现了某船用构件力学性能测试平台的最优控制。研究结果表明:在反馈精确线性化结合最优控制的作用下,系统的响应快速性及控制精度均优于常规PID控制算法。 展开更多
关键词 反馈线性化 二次型最优控制 非线性控制 电液伺服系统
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电动车辆ABS的改进线性二次型最优控制 被引量:15
15
作者 王骏骋 何仁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期108-115,共8页
为充分利用轮毂电机控制精确和响应迅速的优势,提高电动车辆制动防抱死控制的稳定性,提出一种用于轮毂电机电动车辆制动防抱死系统(ABS)协调控制的改进线性二次型最优控制方法.建立电动车辆纵向动力学模型;结合复合制动系统的协调控制策... 为充分利用轮毂电机控制精确和响应迅速的优势,提高电动车辆制动防抱死控制的稳定性,提出一种用于轮毂电机电动车辆制动防抱死系统(ABS)协调控制的改进线性二次型最优控制方法.建立电动车辆纵向动力学模型;结合复合制动系统的协调控制策略,分析现有线性二次型最优控制算法无法用于防抱死控制器设计的原因,提出一种通过构造虚拟阻尼量以及无穷小量来建立黎卡提方程的改进型线性二次型最优控制算法,并据此设计了防抱死控制器.在高附着路面、中附着路面和低附着路面3种不同行驶工况,对分别安装有改进线性二次型最优防抱死控制器和滑模防抱死控制器的电动车辆的紧急制动性能进行了仿真分析.结果表明:在不同附着系数路面行驶工况下,改进线性二次型最优控制算法能够有效提高电动汽车防抱死控制系统的控制精度和响应速度. 展开更多
关键词 轮毂电机 复合制动 制动防抱死系统 滑移率 线性二次型最优控制
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履带底盘半主动悬架线性二次型最优控制 被引量:1
16
作者 黄莹 赵建柱 +3 位作者 彭朝晖 马晨旭 王志策 黄韶炯 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期98-102,共5页
为了充分发挥半主动悬架性能,改善履带底盘的平顺性,研究了一种履带底盘半主动悬架线性二次型最优控制算法.在建立履带底盘半车七自由度动力学模型的基础上,设计线性二次型最优控制算法,并以E级随机路面不平度为激励信号,进行被动悬架... 为了充分发挥半主动悬架性能,改善履带底盘的平顺性,研究了一种履带底盘半主动悬架线性二次型最优控制算法.在建立履带底盘半车七自由度动力学模型的基础上,设计线性二次型最优控制算法,并以E级随机路面不平度为激励信号,进行被动悬架、天棚地棚混合控制策略和线性二次型最优控制策略的对比仿真试验,得到不同控制策略下的时域响应和频域响应特性.试验结果表明,采用线性二次型最优控制算法可使履带底盘加速度、速度和支重轮变形量均有不同程度的减小,有效地改善履带底盘的平顺性,并可以满足减震器可靠性要求和支重轮贴地性要求. 展开更多
关键词 履带底盘 动力学模型 半主动悬架 线性二次型最优控制(LQR)
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二次型最优控制的半挂汽车列车主动侧倾控制算法研究 被引量:8
17
作者 宗长富 朱天军 +1 位作者 郑宏宇 田承伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期872-877,共6页
针对半挂汽车列车的侧倾稳定性问题,建立了八自由度的半挂汽车列车动力学模型,并以线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)为基础,提出了一种基于回路传输恢复技术(loop transfer recovery,LTR)的线性二次型高斯(linear quad... 针对半挂汽车列车的侧倾稳定性问题,建立了八自由度的半挂汽车列车动力学模型,并以线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)为基础,提出了一种基于回路传输恢复技术(loop transfer recovery,LTR)的线性二次型高斯(linear quadratic guass,LQG)最优控制算法。设计了局部状态反馈控制器,实现某车速下的侧倾控制,并进行了该车速下阶跃转向工况的车辆仿真分析。仿真结果表明:LQG/LTR控制器具有良好的抑制干扰噪声的能力和较好的鲁棒性,有效提高了半挂汽车列车的侧倾稳定性。 展开更多
关键词 半挂汽车列车 侧倾稳定性 线性二次型高斯最优控制 鲁棒性
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基于二次型最优控制的微电网实时能量管理策略 被引量:10
18
作者 夏超英 苗海丽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期721-730,951,共11页
为提高发电经济性和限制电池荷电状态(stateofcharge,SOC)的波动,该文将微电网中功率的动态分配优化控制问题转化成一个扩展的二次型最优控制问题,推导出扩展的二次型最优控制理论的最优解。应用黎卡提方程和伴随方程解的性质,在一定假... 为提高发电经济性和限制电池荷电状态(stateofcharge,SOC)的波动,该文将微电网中功率的动态分配优化控制问题转化成一个扩展的二次型最优控制问题,推导出扩展的二次型最优控制理论的最优解。应用黎卡提方程和伴随方程解的性质,在一定假设条件下,得到近似的最优解,进而得到可用于实时控制的能量管理策略。仿真结果显示,所提策略的发电成本与离线最优策略的优化结果十分接近,同时该策略可将电池组SOC控制在给定参考值附近以防止其过充或过放。 展开更多
关键词 扩展的二次型最优控制 近似最优解 实时能量管理策略 发电成本 微电网
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基于线性二次型最优控制理论的多频段高压直流附加阻尼控制器设计 被引量:6
19
作者 赵磊 邹云峰 +2 位作者 邓君华 徐超 王德玉 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第13期242-247,共6页
针对交直流混合输电系统中存在的低频振荡和次同步振荡共存的问题,采用总体最小二乘-旋转不变技术对低频振荡和次同步振荡进行分析,获得系统的相关振荡频率、阻尼比以及系统降阶模型;再基于二次最优控制原理设计多频段高压直流附加控制... 针对交直流混合输电系统中存在的低频振荡和次同步振荡共存的问题,采用总体最小二乘-旋转不变技术对低频振荡和次同步振荡进行分析,获得系统的相关振荡频率、阻尼比以及系统降阶模型;再基于二次最优控制原理设计多频段高压直流附加控制器。利用直流功率快速调节的特点,对交流系统中因功率不平衡引起的振荡进行抑制;并引入极大极小值原理和改进粒子群算法来对控制器参数进行优化,最终达到同时抑制低频振荡和次同步振荡。最后在PSCAD/EMTDC中搭建某实际电网模型进行仿真验证;同时设计传统PI控制器进行分析对比。结果表明所设计的控制器具有更好的抑制效果和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 低频振荡 次同步振荡 二次型最优控制 极大极小值原理 改进粒子群算法 附加控制器
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基于线性二次型的多级联输水渠道最优控制 被引量:21
20
作者 王忠静 郑志磊 +1 位作者 徐国印 蒋光昱 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期383-389,共7页
灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计... 灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计最优状态反馈控制器,利用MATLAB求解和SOBEK模拟进行了验证。在甘肃省昌马南灌区多级联渠道运行过程优化控制的模拟结果显示,线性二次型算法能够使控制点水位较快恢复并稳定在设定值,控制过程动作与水位波动次数少、幅度小,效果远优于常规分布式PI反馈控制。线性二次型算法能够应对多级联渠道时滞、耦合特性和一般未知取水扰动,实现可靠供水服务和有效运行控制。目前算法仅采用反馈控制,尚无法应对过大未知取水扰动,还有进一步改进空间。 展开更多
关键词 水联网 多级联渠道自动控制 积分时滞模型 离散状态空间方程 线性二次型最优控制
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