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基于模型预测控制与离散线性二次型调节器的智能车横纵解耦跟踪控制 被引量:8
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作者 段敏 孙小松 张博涵 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2022年第8期38-46,共9页
为确保智能车在复杂曲率变化道路条件下的跟踪精度与横向稳定性,提出一种基于Frenet坐标系的横纵解耦跟踪控制方法,并通过模糊速度规划提升跟踪的可靠性。横向控制采用基于前馈补偿的离散线性二次型调节器(DLQR)使跟踪误差收敛,纵向控... 为确保智能车在复杂曲率变化道路条件下的跟踪精度与横向稳定性,提出一种基于Frenet坐标系的横纵解耦跟踪控制方法,并通过模糊速度规划提升跟踪的可靠性。横向控制采用基于前馈补偿的离散线性二次型调节器(DLQR)使跟踪误差收敛,纵向控制采用模型预测控制(MPC)输出期望加速度并结合油门制动标定表实现速度跟踪。速度规划方面以横向跟踪误差与道路曲率作为输入信号进行模糊速度规划。基于CarSim/Simulink构建仿真模型进行仿真验证,结果表明:该控制方式可有效降低路径跟踪误差,提高车辆横向稳定性以满足不同道路曲率的行车工况。 展开更多
关键词 智能车 离散线性二次型调节器 预测控制 跟踪控制 速度规划
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基于遗传算法的导弹姿控回路线性二次型控制器优化设计
2
作者 王中流 张鹏飞 +1 位作者 何印 马振华 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第1期22-29,共8页
针对导弹姿控系统的动态响应稳定性问题,设计了一种基于遗传算法的线性二次型控制器。在线性定常系统中设计一种最优线性二次型控制器,使用遗传算法对控制器的权重矩阵进行优化和解算,并对设计的线性二次型控制器进行仿真验证。仿真结... 针对导弹姿控系统的动态响应稳定性问题,设计了一种基于遗传算法的线性二次型控制器。在线性定常系统中设计一种最优线性二次型控制器,使用遗传算法对控制器的权重矩阵进行优化和解算,并对设计的线性二次型控制器进行仿真验证。仿真结果表明,相较于没有线性二次型控制器的三阶系统,该设计可将三阶姿控系统的上升时间提高至0.3 s,峰值时间缩短为1.3 s,超调量降低至10%;此外,与传统的线性二次型控制器相比,结合遗传算法优化的线性二次型控制器可将三阶姿控系统的响应时间缩短2 s,超调量降低至5%,能够有效提升导弹姿控回路稳定性能,缩短系统响应时间。 展开更多
关键词 姿控系统 线性控制器 权重矩阵 参数优化
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基于线性二次型算法的多机器人编队控制
3
作者 王智 《信息化研究》 2025年第2期9-15,共7页
本文针对多机器人编队控制问题,提出一种基于线性二次型调节器(LQR)的编队控制方法。该方法基于领航-跟随法,将编队控制转化为跟随机器人对虚拟目标点的轨迹跟踪控制。首先,各跟随者根据领航者位姿状态数据和自身角色配置计算得到对应... 本文针对多机器人编队控制问题,提出一种基于线性二次型调节器(LQR)的编队控制方法。该方法基于领航-跟随法,将编队控制转化为跟随机器人对虚拟目标点的轨迹跟踪控制。首先,各跟随者根据领航者位姿状态数据和自身角色配置计算得到对应的动态虚拟目标位置。其次,建立阿克曼运动学模型,基于该模型开发了基于LQR的编队控制算法用于横向与纵向距离控制。与传统的基于比例微分控制器(PD)的编队方法相比,实验结果表明基于LQR的编队控制算法具有运动稳定、收敛速度快的优点。 展开更多
关键词 编队控制 领航者-跟随者 虚拟动态目标 线性调节器 比例微分控制器
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基于输入整形的线性二次型调节器及其应用 被引量:6
4
作者 王晓军 邵惠鹤 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期848-851,855,共5页
针对桥式起重机这一类不完全控制系统,提出了一种新的混合控制方案,有机地结合了鲁棒输入整形技术以及线形二次型调节器(LQR).该方案中,结合起重机模型的特点,采用LQR控制器来同时实现小车的定位以及消除负载的残留振荡.输入整形技术采... 针对桥式起重机这一类不完全控制系统,提出了一种新的混合控制方案,有机地结合了鲁棒输入整形技术以及线形二次型调节器(LQR).该方案中,结合起重机模型的特点,采用LQR控制器来同时实现小车的定位以及消除负载的残留振荡.输入整形技术采用频域的零点配置方法设计多峰鲁棒输入整形器用来进一步减小负载的瞬时振荡,保障安全作业;所设计的混合方案在结构上简单实用,适合实际应用.仿真结果证明了该方案的良好性能.和基本的LQR控制进行比较,该方案可同时实现小车的定位以及消除负载的残留振荡,并可有效地减小负载的瞬时振荡,体现了良好的综合性能. 展开更多
关键词 输入整形 线性调节器 桥式起重机 振荡
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基于改进线性二次型调节器的近地轨道编队卫星鲁棒控制 被引量:2
5
作者 杏建军 于洋 +2 位作者 王祎 郑黎明 陈子昂 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期100-106,共7页
为解决编队卫星在近地空间复杂力学环境特别是地球非球形摄动作用下构型易发散的问题,给出一种基于改进线性二次型调节器的编队卫星构型控制方法。该方法先估计近地空间编队卫星构型设计时由未建模摄动力引起的误差最大有界范围,再利用... 为解决编队卫星在近地空间复杂力学环境特别是地球非球形摄动作用下构型易发散的问题,给出一种基于改进线性二次型调节器的编队卫星构型控制方法。该方法先估计近地空间编队卫星构型设计时由未建模摄动力引起的误差最大有界范围,再利用误差最大有界范围的二范数改进经典的线性二次型调节器控制方法,提高经典线性二次型调节器控制器在控制编队卫星构型时的鲁棒性。为评价改进方法的有效性,给出了一种鲁棒性强弱的量化评判标准。仿真结果表明,改进的方法可以大大提高经典线性二次型调节器方法的鲁棒性,增强编队卫星控制方法对各种不确定项的抵御能力。 展开更多
关键词 编队卫星 J2摄动 线性控制 鲁棒控制
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利用遗传算法优化线性二次型调节器(LQR) 被引量:5
6
作者 强明辉 周鹏 +1 位作者 李娟 邵常英 《甘肃工业大学学报》 1998年第4期51-55,共5页
利用遗传算法对线性二次型调节器(LQR)进行优化设计,以寻找最优控制指标中状态变量与输入变量加权矩阵的最优解.仿真结果表明,利用此方法不仅可以得到满足要求的全局最优解,而且该方法的简便易行也是传统设计中依靠人工调节所... 利用遗传算法对线性二次型调节器(LQR)进行优化设计,以寻找最优控制指标中状态变量与输入变量加权矩阵的最优解.仿真结果表明,利用此方法不仅可以得到满足要求的全局最优解,而且该方法的简便易行也是传统设计中依靠人工调节所无法比拟的. 展开更多
关键词 遗传算法 线性 LQR 线性系统 调节器
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基于二阶矩阵微分方程的机械振动系统线性二次型调节器设计 被引量:1
7
作者 张家凡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期73-74,82,共3页
本文讨论机械振动系统线性二次型状态调节器 (LQR)问题 ,直接针对系统二阶运动微分方程 ,性能指标为一个依赖于二阶导数的泛函。由欧拉 -拉格朗日方程得出一个系统矩阵增广的二阶线性微分方程 ,指出该方程稳定的特征对就是最优控制振动... 本文讨论机械振动系统线性二次型状态调节器 (LQR)问题 ,直接针对系统二阶运动微分方程 ,性能指标为一个依赖于二阶导数的泛函。由欧拉 -拉格朗日方程得出一个系统矩阵增广的二阶线性微分方程 ,指出该方程稳定的特征对就是最优控制振动系统闭环特征对 ,并给出求解最优控制状态反馈矩阵的方法。另外 ,由本文方法还可得出基于速度和加速度反馈的最优控制反馈矩阵。 展开更多
关键词 振动 主动控制 最优控制 线性调节器 机械传动系统 设计
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基于最优控制的线性二次型调节器设计及应用
8
作者 陈洁 顾文锦 赵红超 《海军航空工程学院学报》 2004年第3期306-308,共3页
针对古典控制系统设计方法对工程设计人员经验的依赖性,提出了一种线性二次型调节器的最优化设计.并通过一个实例研究在双闭环直流调速系统中的应用,证明此设计相对于经典法的优越性.
关键词 优化设计 线性调节器 双闭环直流调速系统
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基于线性二次调节器(LQR)的列车协同控制研究
9
作者 葛鹭明 《铁路通信信号工程技术》 2024年第12期1-8,共8页
铁路运输的不断发展,提高列车运行效率,成为铁路交通系统优化的关键目标。提出一种基于线性二次调节器(LQR)的列车协同控制方法 ,探究该方法在控制输入时滞的条件下实现列车协同运行的效果以提高列车运行效率,并通过仿真研究系统性评估... 铁路运输的不断发展,提高列车运行效率,成为铁路交通系统优化的关键目标。提出一种基于线性二次调节器(LQR)的列车协同控制方法 ,探究该方法在控制输入时滞的条件下实现列车协同运行的效果以提高列车运行效率,并通过仿真研究系统性评估其在列车协同控制中的应用效果。首先,通过建立多列车运行过程中追踪动力学数学模型,设计前后车误差模型作为协同控制的约束,其次,通过设计LQR控制器实现列车协同控制,最后,设计后车跟踪前车的仿真实验。结果表明,基于LQR控制的列车协同控制方法能够显著提高多列车协同运行效率。 展开更多
关键词 列车协同控制 追踪模 线性调节器(LQR)
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满足线性二次型调节器性能指标的群系统编队跟踪问题优化控制方法 被引量:1
10
作者 王琳 张庆杰 陈宏伟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期60-68,共9页
针对群系统编队跟踪问题,提出一种满足线性二次型调节器性能指标的优化控制方法。建立编队跟踪问题的数学描述和设计编队跟踪控制协议。给出群系统实现编队跟踪的充要条件,借助李雅普诺夫第二方法分析系统的稳定性。得到了控制协议能够... 针对群系统编队跟踪问题,提出一种满足线性二次型调节器性能指标的优化控制方法。建立编队跟踪问题的数学描述和设计编队跟踪控制协议。给出群系统实现编队跟踪的充要条件,借助李雅普诺夫第二方法分析系统的稳定性。得到了控制协议能够最小化线性二次型调节器性能指标的拓扑条件,设计了编队跟踪算法。仿真实验验证了控制方法的有效性。 展开更多
关键词 群系统 编队跟踪 线性调节器
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基于线性二次型调节器的汽车横向控制算法研究 被引量:1
11
作者 彭炳顺 张成涛 《汽车零部件》 2022年第10期17-20,共4页
为了研究智能汽车横向轨迹跟踪控制,基于线性二次型调节器(LQR)算法对汽车横向控制进行了研究,设计了二自由度动力学LQR控制器和带有前馈项的LQR控制器。利用MATLAB/Simulink和CarSim搭建了系统的联合仿真模型,在多种速度的双移线工况... 为了研究智能汽车横向轨迹跟踪控制,基于线性二次型调节器(LQR)算法对汽车横向控制进行了研究,设计了二自由度动力学LQR控制器和带有前馈项的LQR控制器。利用MATLAB/Simulink和CarSim搭建了系统的联合仿真模型,在多种速度的双移线工况下进行仿真验证。仿真结果表明:在恶劣工况下,前馈LQR控制具有比LQR控制更好的跟踪优势,对外部环境干扰和车辆内部的因素干扰有着良好的适应性,确保车辆能够快速且稳定地跟踪轨迹。 展开更多
关键词 横向轨迹跟踪控制 线性调节器 控制算法 动力学
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线性二次型调节器算法研究 被引量:2
12
作者 朱云昊 汤卫红 《现代导航》 2018年第6期451-454,共4页
LQR即线性二次型调节器,其对象是现代控制理论中以状态空间形式给出的线性系统,而目标函数为对象状态和控制输入的二次型函数。LQR的最优解可以写成统一的解析表达式,且可导致一个简单的状态反馈控制律。线性二次型控制理论已成为反馈... LQR即线性二次型调节器,其对象是现代控制理论中以状态空间形式给出的线性系统,而目标函数为对象状态和控制输入的二次型函数。LQR的最优解可以写成统一的解析表达式,且可导致一个简单的状态反馈控制律。线性二次型控制理论已成为反馈设计系统的一种重要工具,其特点是:为多变量反馈系统的设计提供了一种有效地分析方法;它可以适应于时变系统;它可以处理扰动信号和测量噪声问题;它可以处理有限和无限的时间区间。在处理可精确数学描述的对象时取得了很大的成功。对研究无人机的自动飞行控制技术具有十分重要的现实意义。 展开更多
关键词 线性调节器 多变量反馈系统
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一种基于线性二次型调节器的岸边集装箱起重机吊具防摇方法 被引量:1
13
作者 刘春明 朱娜 江灏 《港口装卸》 2023年第1期35-39,共5页
自动化岸边集装箱起重机作为自动化码头在海侧与陆侧之间进行集装箱运输的重要装备,其作业过程中存在吊具摇摆现象,从而导致抓放集装箱时很难对准目标箱位,直接影响码头的作业效率。针对吊具摇摆问题,提出一种基于线性二次型调节器的防... 自动化岸边集装箱起重机作为自动化码头在海侧与陆侧之间进行集装箱运输的重要装备,其作业过程中存在吊具摇摆现象,从而导致抓放集装箱时很难对准目标箱位,直接影响码头的作业效率。针对吊具摇摆问题,提出一种基于线性二次型调节器的防摇控制方法,通过分析和简化岸边集装箱起重机的结构与运行方式,建立了小车-吊具运动系统模型,得到了系统的状态空间表达式,并利用多项式拟合的方式对状态反馈参数进行估计。仿真实验结果表明,该方法能够抑制吊具的摇摆,具有良好的稳态性能,可满足设备自动化作业对吊具防摇控制的需求。 展开更多
关键词 自动化码头 岸边集装箱起重机 吊具防摇 线性调节器
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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
14
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 线性最优控制 抗扰特性
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解二维Poisson方程离散化线性方程组的新型二次PEk方法 被引量:1
15
作者 刘丽华 《广西科技大学学报》 2016年第2期100-103,共4页
建立求解二维Poisson方程边值问题离散得到的大型块三对角线性代数方程组的新型二次PE_k方法.验证了系数矩阵为M-矩阵的情形,证明了该问题利用新型二次PE_k方法的可行性,最后用数值例子说明.
关键词 维Poisson方程 离散线性方程组 PE%方法 块三对角矩阵
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线性二次型调节器最优输出反馈律的研究
16
作者 李世玲 《电子技术参考》 1999年第1期14-23,共10页
线性二次型调节器问题是一类重要的最优控制问题,在现代控制理论中占有重要地位。本文引入随机性能指标,讨论线性二次型调节器关于输出的最优反馈律,并对有限时间的状态调节器问题提供了一种计算其最优输出反馈增益矩阵的算法设计。... 线性二次型调节器问题是一类重要的最优控制问题,在现代控制理论中占有重要地位。本文引入随机性能指标,讨论线性二次型调节器关于输出的最优反馈律,并对有限时间的状态调节器问题提供了一种计算其最优输出反馈增益矩阵的算法设计。本文给出的解决线性调节器系统的最优输出反馈方案,可降低调节器的复杂程度,便于工程实现,因而具有一定的学术意义和应用价值。 展开更多
关键词 代价矩阵 最优输出反馈律 线性 调节器
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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
17
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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有限时间二次型最优调节器的数值解
18
作者 叶彪明 《南京师范大学学报(工程技术版)》 CAS 2003年第1期30-33,共4页
通过对有限时间二次型最优调节器设计中矩阵Riccati微分方程的离散化 ,将微分方程化为代数方程 ,并将离散化后的代数方程通过变换使之成为矩阵Riccati代数方程的形式 ,利用MATLAB控制系统工具箱中计算无限时间二次型最优调节器的lqr( )... 通过对有限时间二次型最优调节器设计中矩阵Riccati微分方程的离散化 ,将微分方程化为代数方程 ,并将离散化后的代数方程通过变换使之成为矩阵Riccati代数方程的形式 ,利用MATLAB控制系统工具箱中计算无限时间二次型最优调节器的lqr( )函数 ,编程求解各离散时刻的矩阵Riccati代数方程 。 展开更多
关键词 线性 RICCATI方程 MATLAB 数值解
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基于线性二次型的飞控参数故障渐近调节
19
作者 尹晓睿 杨浩 姜斌 《空间控制技术与应用》 2008年第5期31-36,共6页
研究了含有参数故障的线性系统,提出了一种基于线性二次型的控制策略。采用该渐近调节反馈控制律,可以减小系统由于容错控制算法时延所致的性能下降。针对某飞机模型进行了仿真,结果验证了所提出策略的有效性。
关键词 渐近调节 线性 反馈控制 容错控制
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振动主动控制中线性二次型最优控制问题研究 被引量:11
20
作者 魏燕定 娄军强 +1 位作者 吕永桂 陈子辰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期420-424,共5页
针对空间柔性构件的特点,研究了一类由柔性杆、传感器、压电扭转致动器组成的柔性杆系统的扭转振动.运用拉格朗日方程和假设模态法建立了系统的动力学方程,采用线性二次型最优控制对柔性杆的扭转振动进行了主动控制.对二次型指标中的加... 针对空间柔性构件的特点,研究了一类由柔性杆、传感器、压电扭转致动器组成的柔性杆系统的扭转振动.运用拉格朗日方程和假设模态法建立了系统的动力学方程,采用线性二次型最优控制对柔性杆的扭转振动进行了主动控制.对二次型指标中的加权矩阵的选择方法进行了深入探讨,提出一种基于遗传算法并带约束条件的加权矩阵的选择方法.数值仿真结果表明,所提出的加权矩阵的选择策略是有效的,施控后系统的扭转振动能得到有效衰减. 展开更多
关键词 线性 扭转振动 压电扭转致动器 加权矩阵
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