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考虑作动器饱和的结构振动多层级分布式瞬时最优控制
1
作者
李飞
战修广
+2 位作者
彭海军
张盛
陈飙松
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1253-1262,共10页
针对结构振动主动控制问题,提出了一种含作动器饱和约束的多层级分布式瞬时最优控制方法。首先,基于Newmark-β法动态子结构技术,将整体系统分解为一系列多层级分布的子系统,并建立面向分布式控制的子系统动力学模型。然后,基于不同层...
针对结构振动主动控制问题,提出了一种含作动器饱和约束的多层级分布式瞬时最优控制方法。首先,基于Newmark-β法动态子结构技术,将整体系统分解为一系列多层级分布的子系统,并建立面向分布式控制的子系统动力学模型。然后,基于不同层级的动力学模型,采用瞬时最优控制策略,以出口节点状态作为各相邻子系统之间的信息交互,对各子系统设计独立的局部子控制器。最后,基于参变量变分原理,将具有作动器饱和约束的瞬时最优控制问题转化为线性互补问题,求解该线性互补问题,从而获得相应的子系统控制律。为验证所提算法的有效性,以平面简支梁和大型空间智能索网天线结构振动控制为例进行数值仿真,结果表明:所提多层级分布式瞬时最优控制方法能有效地抑制结构的振动响应,其设计灵活、具有良好的容错性,并且作动器饱和约束可直接通过求解线性互补问题而得以满足。
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关键词
结构振
动
振
动
主
动
控制
子结构技术
作动器饱和
分布式控制
瞬时最优控制
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职称材料
基于Anti-windup的含作动器饱和主动悬架控制方法
2
作者
易星
曹青松
《噪声与振动控制》
CSCD
2018年第A01期288-291,共4页
作动器饱和特性直接影响主动悬架输出性能,进而影响汽车操纵稳定性和舒适性。在分析作动器饱和输出特性的基础上,建立含作动器饱和的1/4主动悬架模型。采用基于Anti-windup的PID反馈控制方法,改善作动器饱和输出对系统的不良影响。通过S...
作动器饱和特性直接影响主动悬架输出性能,进而影响汽车操纵稳定性和舒适性。在分析作动器饱和输出特性的基础上,建立含作动器饱和的1/4主动悬架模型。采用基于Anti-windup的PID反馈控制方法,改善作动器饱和输出对系统的不良影响。通过Simulink建立主动悬架模型,分别对仅实施PID控制及增加Anti-windup算法时的系统进行仿真研究。结果表明,含作动器饱和时,PID控制器输出作用力极限值大于作动器输出饱和度时,控制系统不能达到最优状态。采用Anti-windup算法后,能够在作动器饱和度小于输出最大作用力时,提高系统收敛速度。
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关键词
振
动
与波
主
动
悬架
作动器饱和
PID控制
anti-windup算法
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职称材料
含饱和作动器的基准建筑物混合控制研究
被引量:
1
3
作者
周星德
郜中文
《应用力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第1期62-65,共4页
当作动器所提供的控制力小于所需控制力时会出现控制力饱和现象,这一现象在大型结构的实际控制过程中经常出现,为此,本文根据饱和控制力,采用线性矩阵不等式来设计控制器。考虑作动器饱和时,单纯采用作动器来控制结构在地震作用下的响...
当作动器所提供的控制力小于所需控制力时会出现控制力饱和现象,这一现象在大型结构的实际控制过程中经常出现,为此,本文根据饱和控制力,采用线性矩阵不等式来设计控制器。考虑作动器饱和时,单纯采用作动器来控制结构在地震作用下的响应往往不足于保护结构,此时需附加阻尼器。最优阻尼的确定需要大量的计算,为了减少计算量,本文借鉴临界激励的概念来简化最优阻尼的选择。最后,以三层非线性基准结构为例来说明本文方法的可行性。
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关键词
饱和
作
动
器
混合控制
基准建筑物
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职称材料
考虑作动器输出饱合的光电平台终端滑模神经网络控制
被引量:
3
4
作者
朱志忠
袁鑫
+1 位作者
赵丰
董登峰
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第21期161-167,共7页
光电惯性稳定平台被广泛的应用于无人系统移动载体上,针对两轴光电平台系统参数不确定与外界扰动问题,提出自适应终端滑模神经网络控制算法对光电平台伺服系统进行稳定跟踪控制。利用径向基神经网络估计平台动力学系统中的未知非线性函...
光电惯性稳定平台被广泛的应用于无人系统移动载体上,针对两轴光电平台系统参数不确定与外界扰动问题,提出自适应终端滑模神经网络控制算法对光电平台伺服系统进行稳定跟踪控制。利用径向基神经网络估计平台动力学系统中的未知非线性函数,同时,考虑无刷直流力矩电机在实际应用中的输出饱和特性,引入辅助函数用以补偿理想控制力矩和实际输出力矩之间的误差,提高了光电负载图像的稳定性与动态目标跟踪的快速性。最后,通过李亚普诺夫原理验证了闭环系统的稳定性与渐进收敛性。外界随机振动试验结果表明,提出的终端滑模神经网络控制算法减振效果陀螺均方根值为4.7 mrad/s,比传统的滑模控制的减振效果提升了8%,相比于传统的PID控制提高了13.3%。所提出的控制方法能够较好抑制移动载体对光电设备的扰动,抗干扰能力强。
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关键词
惯性稳定
终端滑模
作动器饱和
神经网络控制
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职称材料
基于迭代算法的含饱和主动悬架最优控制
被引量:
3
5
作者
易星
曹青松
高小林
《噪声与振动控制》
CSCD
2020年第2期152-156,179,共6页
作动器饱和特性是一种严重的非线性现象,影响主动悬架控制系统的性能。建立1/4车体主动悬架动力学模型,考虑主动悬架系统作动器的饱和非线性,将主动悬架系统稳定域问题转化为求解系统最大不变吸引椭球问题,确定含作动器饱和的主动悬架...
作动器饱和特性是一种严重的非线性现象,影响主动悬架控制系统的性能。建立1/4车体主动悬架动力学模型,考虑主动悬架系统作动器的饱和非线性,将主动悬架系统稳定域问题转化为求解系统最大不变吸引椭球问题,确定含作动器饱和的主动悬架稳定性判别方法。运用Ricatti方程迭代法求解不变吸引椭球最大的最优控制器,研究不同饱和度下的作动器对系统不变吸引椭球最大值的影响,完成不变吸引椭球最大的控制器设计。仿真结果表明,作动器饱和特性影响系统的稳定性,当作动器的饱和度增大时,系统的稳定域范围也相应增大,且具有更好的输出响应。不变吸引椭球最大的最优控制器能明显增大主动悬架系统的稳定域,可以改善作动器的非线性现象对系统的不利影响,有利于提高主动悬架系统的可靠性和安全性。
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关键词
振
动
与波
主
动
悬架
作动器饱和
不变吸引椭球
最优控制
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职称材料
一类不确定非线性系统的回馈递推滑模鲁棒控制器设计
被引量:
6
6
作者
曹邦武
姜长生
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第6期818-822,共5页
针对一类多输入多输出不确定非线性系统,用一个RBF神经网络获得未建模动态和外来扰动的估计值,将回馈递推思想与滑模控制相结合,逐步回馈递推,设计了鲁棒控制器。将这种方案用于某型侧滑转弯导弹的飞行控制系统设计。其中,为克服导弹作...
针对一类多输入多输出不确定非线性系统,用一个RBF神经网络获得未建模动态和外来扰动的估计值,将回馈递推思想与滑模控制相结合,逐步回馈递推,设计了鲁棒控制器。将这种方案用于某型侧滑转弯导弹的飞行控制系统设计。其中,为克服导弹作动器的位置饱和、速率饱和问题,改进了滑动面的符号函数,并采用模糊逻辑对滑动面的斜率进行实时调整。仿真表明了该控制方法的有效性。
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关键词
回馈递推
滑模
模糊控制
神经网络
导弹
飞行控制
作动器饱和
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职称材料
题名
考虑作动器饱和的结构振动多层级分布式瞬时最优控制
1
作者
李飞
战修广
彭海军
张盛
陈飙松
机构
大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1253-1262,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(11922203,11772074)。
文摘
针对结构振动主动控制问题,提出了一种含作动器饱和约束的多层级分布式瞬时最优控制方法。首先,基于Newmark-β法动态子结构技术,将整体系统分解为一系列多层级分布的子系统,并建立面向分布式控制的子系统动力学模型。然后,基于不同层级的动力学模型,采用瞬时最优控制策略,以出口节点状态作为各相邻子系统之间的信息交互,对各子系统设计独立的局部子控制器。最后,基于参变量变分原理,将具有作动器饱和约束的瞬时最优控制问题转化为线性互补问题,求解该线性互补问题,从而获得相应的子系统控制律。为验证所提算法的有效性,以平面简支梁和大型空间智能索网天线结构振动控制为例进行数值仿真,结果表明:所提多层级分布式瞬时最优控制方法能有效地抑制结构的振动响应,其设计灵活、具有良好的容错性,并且作动器饱和约束可直接通过求解线性互补问题而得以满足。
关键词
结构振
动
振
动
主
动
控制
子结构技术
作动器饱和
分布式控制
瞬时最优控制
Keywords
structural vibration
active vibration control
substructuring technique
actuator saturation
distributed control
instantaneous optimal control
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
TB535 [理学—声学]
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职称材料
题名
基于Anti-windup的含作动器饱和主动悬架控制方法
2
作者
易星
曹青松
机构
江西科技学院汽车工程学院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2018年第A01期288-291,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(51765021)
江西省教育厅科学技术研究资助项目(GJJ161133)
校级自然科学资助项目(ZR1706)
文摘
作动器饱和特性直接影响主动悬架输出性能,进而影响汽车操纵稳定性和舒适性。在分析作动器饱和输出特性的基础上,建立含作动器饱和的1/4主动悬架模型。采用基于Anti-windup的PID反馈控制方法,改善作动器饱和输出对系统的不良影响。通过Simulink建立主动悬架模型,分别对仅实施PID控制及增加Anti-windup算法时的系统进行仿真研究。结果表明,含作动器饱和时,PID控制器输出作用力极限值大于作动器输出饱和度时,控制系统不能达到最优状态。采用Anti-windup算法后,能够在作动器饱和度小于输出最大作用力时,提高系统收敛速度。
关键词
振
动
与波
主
动
悬架
作动器饱和
PID控制
anti-windup算法
Keywords
vibration and wave
active suspension
actuator saturation
PID control
anti-windup algorithm
分类号
U463.33 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
含饱和作动器的基准建筑物混合控制研究
被引量:
1
3
作者
周星德
郜中文
机构
河海大学
出处
《应用力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第1期62-65,共4页
基金
江苏省"六大人才高峰"资助项目
江苏省自然科学基金资助(BK2003083)
文摘
当作动器所提供的控制力小于所需控制力时会出现控制力饱和现象,这一现象在大型结构的实际控制过程中经常出现,为此,本文根据饱和控制力,采用线性矩阵不等式来设计控制器。考虑作动器饱和时,单纯采用作动器来控制结构在地震作用下的响应往往不足于保护结构,此时需附加阻尼器。最优阻尼的确定需要大量的计算,为了减少计算量,本文借鉴临界激励的概念来简化最优阻尼的选择。最后,以三层非线性基准结构为例来说明本文方法的可行性。
关键词
饱和
作
动
器
混合控制
基准建筑物
Keywords
saturation actuator,hybrid control,benchmark buildings.
分类号
TU311.3 [建筑科学—结构工程]
TP273.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
考虑作动器输出饱合的光电平台终端滑模神经网络控制
被引量:
3
4
作者
朱志忠
袁鑫
赵丰
董登峰
机构
中国科学院微电子研究所
北京航天控制仪器研究所
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第21期161-167,共7页
基金
国家重点研发计划(2018YFF01014203)
中国科学院A类先导项目(XDA13030400)。
文摘
光电惯性稳定平台被广泛的应用于无人系统移动载体上,针对两轴光电平台系统参数不确定与外界扰动问题,提出自适应终端滑模神经网络控制算法对光电平台伺服系统进行稳定跟踪控制。利用径向基神经网络估计平台动力学系统中的未知非线性函数,同时,考虑无刷直流力矩电机在实际应用中的输出饱和特性,引入辅助函数用以补偿理想控制力矩和实际输出力矩之间的误差,提高了光电负载图像的稳定性与动态目标跟踪的快速性。最后,通过李亚普诺夫原理验证了闭环系统的稳定性与渐进收敛性。外界随机振动试验结果表明,提出的终端滑模神经网络控制算法减振效果陀螺均方根值为4.7 mrad/s,比传统的滑模控制的减振效果提升了8%,相比于传统的PID控制提高了13.3%。所提出的控制方法能够较好抑制移动载体对光电设备的扰动,抗干扰能力强。
关键词
惯性稳定
终端滑模
作动器饱和
神经网络控制
Keywords
inertia stability
terminal slip mode
actuator saturation
neural network control
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于迭代算法的含饱和主动悬架最优控制
被引量:
3
5
作者
易星
曹青松
高小林
机构
江西科技学院汽车工程学院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2020年第2期152-156,179,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51765021)
江西省教育厅科学技术研究资助项目(GJJ161133)
江西科技学院校级自然科学资助项目(ZR1706)。
文摘
作动器饱和特性是一种严重的非线性现象,影响主动悬架控制系统的性能。建立1/4车体主动悬架动力学模型,考虑主动悬架系统作动器的饱和非线性,将主动悬架系统稳定域问题转化为求解系统最大不变吸引椭球问题,确定含作动器饱和的主动悬架稳定性判别方法。运用Ricatti方程迭代法求解不变吸引椭球最大的最优控制器,研究不同饱和度下的作动器对系统不变吸引椭球最大值的影响,完成不变吸引椭球最大的控制器设计。仿真结果表明,作动器饱和特性影响系统的稳定性,当作动器的饱和度增大时,系统的稳定域范围也相应增大,且具有更好的输出响应。不变吸引椭球最大的最优控制器能明显增大主动悬架系统的稳定域,可以改善作动器的非线性现象对系统的不利影响,有利于提高主动悬架系统的可靠性和安全性。
关键词
振
动
与波
主
动
悬架
作动器饱和
不变吸引椭球
最优控制
Keywords
vibration and wave
active suspension
actuator saturation
invariant attracting ellipsoid
optimal control
分类号
U463.33 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
一类不确定非线性系统的回馈递推滑模鲁棒控制器设计
被引量:
6
6
作者
曹邦武
姜长生
机构
南京航空航天大学自动化学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第6期818-822,共5页
文摘
针对一类多输入多输出不确定非线性系统,用一个RBF神经网络获得未建模动态和外来扰动的估计值,将回馈递推思想与滑模控制相结合,逐步回馈递推,设计了鲁棒控制器。将这种方案用于某型侧滑转弯导弹的飞行控制系统设计。其中,为克服导弹作动器的位置饱和、速率饱和问题,改进了滑动面的符号函数,并采用模糊逻辑对滑动面的斜率进行实时调整。仿真表明了该控制方法的有效性。
关键词
回馈递推
滑模
模糊控制
神经网络
导弹
飞行控制
作动器饱和
Keywords
Backstepping
Sliding mode
Fuzzy control
Neural network
Missile
Autopilot
Actuator saturation
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑作动器饱和的结构振动多层级分布式瞬时最优控制
李飞
战修广
彭海军
张盛
陈飙松
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
0
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职称材料
2
基于Anti-windup的含作动器饱和主动悬架控制方法
易星
曹青松
《噪声与振动控制》
CSCD
2018
0
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职称材料
3
含饱和作动器的基准建筑物混合控制研究
周星德
郜中文
《应用力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
1
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职称材料
4
考虑作动器输出饱合的光电平台终端滑模神经网络控制
朱志忠
袁鑫
赵丰
董登峰
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
5
基于迭代算法的含饱和主动悬架最优控制
易星
曹青松
高小林
《噪声与振动控制》
CSCD
2020
3
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职称材料
6
一类不确定非线性系统的回馈递推滑模鲁棒控制器设计
曹邦武
姜长生
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
6
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职称材料
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