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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
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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 线性高斯最优控制 鲁棒性
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大型风力发电机组线性二次型高斯最优控制策略 被引量:14
2
作者 范晓旭 白焰 +1 位作者 吕跃刚 徐大平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第20期100-105,共6页
为优化额定风速下变速恒频风力发电机组的运行效能,使风力机既能最大化地捕获风能又能最小化随机风引起的疲劳载荷及功率波动,提出一种基于有效风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(gain schedule linear quadratic Gaussian optima... 为优化额定风速下变速恒频风力发电机组的运行效能,使风力机既能最大化地捕获风能又能最小化随机风引起的疲劳载荷及功率波动,提出一种基于有效风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(gain schedule linear quadratic Gaussian optimal control,GS-LQG)最优控制策略。该控制策略以扩展Kalman滤波器(extended Kalman filter,EKF)估计出的平均有效风速作为增益调度变量,根据风电机组稳态工作点的变化,自适应调整控制器参数,使得在每个工作点都能实现最优控制。以1.5MW风电机组作为研究对象,对大范围变化风况激励下,风电机组响应情况进行了仿真研究,结果表明该控制策略可以实现准确的风速估计,并且相对于传统控制策略能够有效缓和传动链上转矩的波动,平滑输出功率,对改善风电的电能质量,延长机组使用寿命具有重要意义。 展开更多
关键词 风力发电机组 有效风速估计 扩展KALMAN滤波器 线性高斯最优控制 自适应增益调度
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基于线性二次型高斯(LQG)理论的最优制导规律 被引量:5
3
作者 雷虎民 梁颖亮 杨强国 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 2002年第2期27-30,共4页
以线性二次型高斯 (LQG)理论为基础 ,研究一种最小化末端脱靶量和拦截周期内控制能量消耗的具有可变有效导航比的LQG最优制导规律。分析了这种制导规律的有效导航比及其在战术导弹上的应用。应用伴随方法对这种制导规律进行制导性能仿... 以线性二次型高斯 (LQG)理论为基础 ,研究一种最小化末端脱靶量和拦截周期内控制能量消耗的具有可变有效导航比的LQG最优制导规律。分析了这种制导规律的有效导航比及其在战术导弹上的应用。应用伴随方法对这种制导规律进行制导性能仿真计算。结果表明 :这种制导规律的控制精度高。 展开更多
关键词 线性高斯 最优制导规律 比例导引规律 战术导弹
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基于模型预测控制算法的精确着舰控制方法 被引量:4
4
作者 万兵 苏析超 +2 位作者 汪节 韩维 李常久 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1197-1207,共11页
针对舰载机着舰过程中的航母运动、舰尾流扰动等影响,提出一种基于模型预测控制-线性二次型高斯(MPC-LQG)算法的精确着舰控制方法,开展飞机纵向通道的精确着舰控制研究。对飞机纵向动力学、舰尾流、航母运动、轨迹跟踪等,进行建模和分... 针对舰载机着舰过程中的航母运动、舰尾流扰动等影响,提出一种基于模型预测控制-线性二次型高斯(MPC-LQG)算法的精确着舰控制方法,开展飞机纵向通道的精确着舰控制研究。对飞机纵向动力学、舰尾流、航母运动、轨迹跟踪等,进行建模和分析。对MPC-LQG算法进行融合,以实现轨迹跟踪控制,核心思想是:模型预测控制进行航母运动补偿;设计全维状态观测,实现全状态反馈,以实现最优着舰控制。对不同的着舰情况和初始条件进行算法仿真,并与其他算法进行仿真比较。仿真结果表明,所提方法的轨迹跟踪效果很好,高度偏差0.1~0.2 m;相比传统着舰控制,所提方法动态响应快、着舰精度高。 展开更多
关键词 预测控制-线性高斯 甲板运动 引导指令 着舰控制 轨迹跟踪
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二自由度扭转系统的线性二次型最优控制 被引量:2
5
作者 闫淑英 李义 袁浩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2009年第5期41-43,共3页
以加拿大Quanser公司提供的二自由度扭转系统为控制对象,首先基于拉格朗日方程对整个系统进行数学建模,然后应用线性二次型最优控制策略(LQR)设计了系统的控制器,并在Matlab/Siumlink/WinCon环境下进行了系统仿真和实际控制。实... 以加拿大Quanser公司提供的二自由度扭转系统为控制对象,首先基于拉格朗日方程对整个系统进行数学建模,然后应用线性二次型最优控制策略(LQR)设计了系统的控制器,并在Matlab/Siumlink/WinCon环境下进行了系统仿真和实际控制。实验表明,LQR控制策略能够良好地应用于二自由度扭转系统,并有较好的控制效果。 展开更多
关键词 自由度扭转系统 线性最优控制 拉格朗日方程
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基于干扰观测器的二次型最优控制器设计 被引量:1
6
作者 刘兴松 巫亚强 +1 位作者 史国清 忽麦玲 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2007年第4期47-50,共4页
传统伺服系统的控制方法复杂,响应速度慢,而外部干扰对系统性能产生很大的影响,降低系统的跟踪精度。通过分析伺服系统结构,根据最优控制理论,利用最小值原理设计二次型性能指标下的最优控制器,使系统性能指标最优,且提高系统快速响应性... 传统伺服系统的控制方法复杂,响应速度慢,而外部干扰对系统性能产生很大的影响,降低系统的跟踪精度。通过分析伺服系统结构,根据最优控制理论,利用最小值原理设计二次型性能指标下的最优控制器,使系统性能指标最优,且提高系统快速响应性,实现在最短时间内跟踪目标的目的;同时,针对外部干扰的影响,应用干扰观测原理设计干扰观测器,以减小或消除外部干扰对系统性能的影响。通过仿真表明,该方法既满足伺服系统的跟随特性,又具有很好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 自动控制技术 指标 最优控制 干扰观测器
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液压位置伺服系统的仿真及二次型最优控制 被引量:1
7
作者 韩青 任杉 《林业机械与木工设备》 2010年第6期38-39,共2页
根据现有的实验设备,在分析各元件特性的基础上建立了电液位置伺服系统的数学模型。通过MATLAB仿真,设计了系统的二次型最优控制器,并分析了参数变化对所设计最优控制系统的影响。
关键词 电液位置伺服系统 仿真 最优控制
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连铸机动态轻压下液压压下系统的最优二次型控制
8
作者 韩淑华 张玉宝 《机床与液压》 北大核心 2009年第12期98-100,共3页
通过对内蒙古某炼钢厂连铸机动态轻压下液压压下系统的研究,根据现代控制理论,在分析连铸机工作特性的基础上,建立了电液位置伺服系统的状态空间模型,设计了系统的二次型最优控制。仿真结果表明,系统具有良好的动态品质和跟踪性能。
关键词 连铸机 状态空间 最优控制
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精校机电液位置伺服系统的最优二次型控制
9
作者 陈永新 柯尊忠 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2004年第6期12-14,共3页
精校机液压伺服系统是精校机的执行环节 ,是保证校直精度的关键。文章根据现代控制理论 ,在分析精校机工作特性的基础上 ,建立了精校机电液位置伺服系统的状态空间模型 ,设计了精校机电液位置伺服系统的二次型最优控制。仿真结果表明 ,... 精校机液压伺服系统是精校机的执行环节 ,是保证校直精度的关键。文章根据现代控制理论 ,在分析精校机工作特性的基础上 ,建立了精校机电液位置伺服系统的状态空间模型 ,设计了精校机电液位置伺服系统的二次型最优控制。仿真结果表明 ,系统具有良好的动态品质和跟踪性能。 展开更多
关键词 精密校直液压机 轴类零件 精校机 电液位置伺服系统 最优控制
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二次型最优控制器对噪声干扰下混沌系统的控制
10
作者 龚礼华 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2006年第1期36-41,共6页
将二次型最优控制方法用于混沌控制,根据噪声干扰下的系统方程构造出二次型最优控制器,并将其用于具有量测噪声和输入噪声干扰下的R ssler混沌系统和Lorenz混沌系统的控制.改变控制矩阵,即改变控制器的作用范围,可以将混沌系统稳定到固... 将二次型最优控制方法用于混沌控制,根据噪声干扰下的系统方程构造出二次型最优控制器,并将其用于具有量测噪声和输入噪声干扰下的R ssler混沌系统和Lorenz混沌系统的控制.改变控制矩阵,即改变控制器的作用范围,可以将混沌系统稳定到固有的平衡点或者新的平衡点上.仿真结果证实了该方法的有效性. 展开更多
关键词 最优控制 混沌系统 噪声干扰
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基于线性二次型最优控制的机器人示教数据处理系统设计 被引量:2
11
作者 周紫菱 汤卿 姚进 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第10期1846-1851,共6页
针对机器人拖动示教过程中传感器采集的数据含有噪声的问题,提出了一种基于线性二次型最优控制的运动轨迹控制器。首先,针对机器人关节运动特性建立状态空间模型,并设计相应的性能指标;然后,采用线性二次型最优控制设计最优控制律和相... 针对机器人拖动示教过程中传感器采集的数据含有噪声的问题,提出了一种基于线性二次型最优控制的运动轨迹控制器。首先,针对机器人关节运动特性建立状态空间模型,并设计相应的性能指标;然后,采用线性二次型最优控制设计最优控制律和相应的控制系统;最后,以Franka Emika机器人为示教对象进行实验,将机器人自身传感器采集的数据作为最优控制系统的输入,将系统输出用于机器人的运动控制,完成机器人拖动示教。实验结果表明,线性二次型最优控制方法能有效抑制传感器采集数据的噪声,较好地将关节速度、加速度和急动度的幅值控制在合理范围内,使处理后的数据能更好地应用于机器人的拖动示教。 展开更多
关键词 机器人示教 线性最优控制 滤波
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车辆主动悬架二次型最优控制器权矩阵参数优化 被引量:11
12
作者 王鹏飞 杜忠华 +1 位作者 马祥 牛坤 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第13期5383-5389,共7页
在使用线性二次型调节器(LQR)的车辆主动悬架控制器中加权矩阵Q和R的取值经常依靠先验知识选取。粒子群算法具有良好的快速寻优能力,可以对权矩阵参数进行优化。针对目前算法存在的缺点通过在更新过程中动态调整惯性权重以更好地平衡全... 在使用线性二次型调节器(LQR)的车辆主动悬架控制器中加权矩阵Q和R的取值经常依靠先验知识选取。粒子群算法具有良好的快速寻优能力,可以对权矩阵参数进行优化。针对目前算法存在的缺点通过在更新过程中动态调整惯性权重以更好地平衡全局和局部搜索能力,同时在迭代后期加入禁忌搜索避免陷入局部最优解。在MATLAB中建立1/4二自由度主动悬架仿真模型,对振动控制性能仿真分析结果表明,采用改进粒子群优化LQR与传统LQR方法相比能够很大程度上减少路面变化对车身的冲击,乘坐舒适性和可操纵性得到明显提升。 展开更多
关键词 粒子群算法 线性最优控制 主动悬挂
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基于二次型性能指标的控制器优化布置方法 被引量:4
13
作者 张彩虹 滕军 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2003年第3期184-189,共6页
本文建立了基于二次型性能指标的结构控制系统控制器最优布置方法。以控制器撤除时的系统最优控制性能指标增量作为控制器对系统最优控制的贡献,并用做确定经济的控制器数量和最优控制器位置的定量分析准则。本文中的控制器位置和控制... 本文建立了基于二次型性能指标的结构控制系统控制器最优布置方法。以控制器撤除时的系统最优控制性能指标增量作为控制器对系统最优控制的贡献,并用做确定经济的控制器数量和最优控制器位置的定量分析准则。本文中的控制器位置和控制器设计采用同一个优化性能指标,使得控制系统设计为最优。根据逼近满设置控制器结构控制系统的最优状态求得控制器降阶后等价的反馈控制增益。应用本文的方法对剪切模型框架结构上安装的锚索控制器进行了控制器的总体优化设计。数值分析表明,本文提出的控制器数量、位置和参数优化方法不仅易于实现,而且甚为有效。 展开更多
关键词 性能指标 控制 最优布置方法 控制系统 反馈控制增益 化设计 数值分析
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考虑疲劳载荷的双馈风电机组自适应LQG一次调频控制策略
14
作者 刘军 全哲辰 +1 位作者 朱世祥 武培东 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第9期175-186,共12页
针对双馈风电机组参与电力系统调频时疲劳载荷会显著增加的问题,提出了考虑疲劳载荷的双馈风电机组自适应线性二次型高斯(LQG)一次调频控制策略。采用小信号法构建了在额定风速以下和额定风速以上两种线性化双馈风电机组调频模型,通过... 针对双馈风电机组参与电力系统调频时疲劳载荷会显著增加的问题,提出了考虑疲劳载荷的双馈风电机组自适应线性二次型高斯(LQG)一次调频控制策略。采用小信号法构建了在额定风速以下和额定风速以上两种线性化双馈风电机组调频模型,通过等效同步发电机组的惯量响应以及静态调差特性确定双馈风电机组的期望输出功率,构造了以双馈风电机组期望输出功率与实际输出功率之差和载荷最小为目标的性能指标函数,并通过快速迭代Riccati方程实时求解该性能指标函数,获得双馈风电机组最优调频功率,在实现一次调频控制的同时减少双馈风电机组载荷。此外,提出了根据剩余转子动能及频率偏差自适应调整性能指标函数权重的方法,进一步优化了双馈风电机组的调频能力。仿真结果表明,所提策略在有效提升双馈风电机组调频能力的同时减少了机组疲劳载荷。 展开更多
关键词 双馈风电机组 调频 疲劳载荷 线性高斯(LQG) 自适应
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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
15
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 扩展的最优控制 近似最优 实时能量管理策略 发电成本 微电网
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液压伺服系统的最优二次型设计 被引量:6
16
作者 查晓春 罗勇武 李定华 《机床与液压》 北大核心 2000年第4期59-61,共3页
本文采用最优二次型设计液压伺服系统 ,这种设计方法可减少设计程序 ,避免经典控制理论中系统设计的试凑和图解法的麻烦 。
关键词 参数 液压伺服系统 最优设计
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基于最优二次型理论的滚转导弹三回路驾驶仪设计与研究 被引量:2
17
作者 范世鹏 林德福 +2 位作者 姚怀瑾 路宇龙 祁载康 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期831-838,共8页
建立了存在交叉耦合的滚转导弹动力学模型,并将通道耦合效应视为外界干扰,利用最优二次型(LQR)控制理论,提出了一种三回路驾驶仪的单输入多输出(SIMO)设计方法。分析了三回路驾驶仪的基本特点,并研究了权系数矩阵与驾驶仪性能指标之间... 建立了存在交叉耦合的滚转导弹动力学模型,并将通道耦合效应视为外界干扰,利用最优二次型(LQR)控制理论,提出了一种三回路驾驶仪的单输入多输出(SIMO)设计方法。分析了三回路驾驶仪的基本特点,并研究了权系数矩阵与驾驶仪性能指标之间的关系,可辅助设计者更合理地选择权系数矩阵。将考虑耦合的动力学模型视为多输入多输出(MIMO)系统,对滚转导弹控制系统进行了设计。设计结果表明:对于存在状态耦合的滚转导弹而言,以SIMO设计的三回路驾驶仪可以很好地抑制耦合的影响,与MIMO设计得到的控制律差异很小。通过对滚转导弹耦合系统的非线性数学仿真,验证了以上结论的正确性。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 滚转导弹 三回路驾驶仪 最优 通道耦合
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线性二次型指标下的最优输出反馈问题 被引量:1
18
作者 陈善本 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第1期93-98,共6页
本文研究了线性二次型指标下的最优输出反馈问题。根据系统参数,在二次型指标中适当选择状态加权矩阵Q可以将LQ问题的状态反馈解表成输出反馈的形式。文中给出了这种输出反馈解存在的充分性条件。
关键词 最优输出反馈 指标 线性
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用主导极点定域设计法对二次型最优调节器进行设计
19
作者 李媛 张世民 《河北科技大学学报》 CAS 2004年第4期45-47,共3页
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... 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。 展开更多
关键词 极点 定域 复平面 矩阵 RICCATI方程 加权 最优 调节器 计算机辅助设计
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大型风力发电机组动态最优控制策略研究 被引量:8
20
作者 白焰 范晓旭 +2 位作者 吕跃刚 徐大平 杨锡运 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期90-94,共5页
针对额定风速以上变速恒频风力发电机组的运行优化问题,提出了一种基于有效平均风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(AGS-LQG)最优控制策略,通过扩展Kalman滤波进行有效平均风速估计,将此有效平均风速作为调度变量对控制器参数实施A... 针对额定风速以上变速恒频风力发电机组的运行优化问题,提出了一种基于有效平均风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(AGS-LQG)最优控制策略,通过扩展Kalman滤波进行有效平均风速估计,将此有效平均风速作为调度变量对控制器参数实施AGS,以适应系统稳态工作点的变化,从而可以实现多变量综合优化控制。以1.5MW变速恒频风力发电机组为研究对象,给出了大范围变化风况激励下反映机组运行情况的仿真曲线。仿真结果表明,相对于传统控制策略,所提出的AGS-LQG最优控制策略不仅稳定了风轮转速,平滑了输出功率,而且降低了变桨距机构的动作频率,缓和了传动链上的疲劳载荷,对于改善并网风力发电的电能质量、延长设备的使用寿命具有重要意义。 展开更多
关键词 有效平均风速估计 扩展KALMAN滤波器 自适应增益调度(AGS) 线性高斯(LQG)控制 多变量综合控制 疲劳载荷
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