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

1

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和径向基神经网络PID的ESC控制策略 被引量：6

2

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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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

3

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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电动车辆ABS的改进线性二次型最优控制 被引量：15

4

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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球上平衡移动机器人线性二次型最优控制 被引量：4

5

作者 贾中华 张少昆 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2013年第6期91-96,共6页

对一种在球上平衡的轮式移动机器人系统进行了动力学分析,运用拉格朗日方程法建立了其动力学模型,根据系统的特点提出了一种线性二次型最优控制方法,用于机器人的控制。仿真结果表明,所设计的线性二次型最优控制器可以有效地实现球上平... 对一种在球上平衡的轮式移动机器人系统进行了动力学分析,运用拉格朗日方程法建立了其动力学模型,根据系统的特点提出了一种线性二次型最优控制方法,用于机器人的控制。仿真结果表明,所设计的线性二次型最优控制器可以有效地实现球上平衡移动机器人的平衡控制、定位控制和轨迹跟踪控制,并且整个控制过程具有响应速度快、超调小、抗扰动能力强等特点。 展开更多

关键词 球上平衡移动机器人 动力学模型 线性二次型最优控制

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经济增长、城乡收入双目标驱动下的宏观政策最优控制研究——基于二次线性最优控制策略

6

作者 伍文中 赵果庆 《中国软科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第12期163-174,186,共13页

如何确保新旧"双倍增"和"双增长"目标的精准实现,是我国宏观调控的重大任务,也是值得研究的理论问题。本文利用最优控制理论,建立二次线性最优控制(LQOC)模型,对"十三五"期间"双倍增"目标完成... 如何确保新旧"双倍增"和"双增长"目标的精准实现,是我国宏观调控的重大任务,也是值得研究的理论问题。本文利用最优控制理论,建立二次线性最优控制(LQOC)模型,对"十三五"期间"双倍增"目标完成情况进行最优控制检验,进而对"十四五"时期精确实现"双增长"目标的最优控制策略进行模拟分析。研究发现,复杂的历史条件下,我国必须容忍适度通货膨胀,尤其是要精准调控CPI,稳定推进城市化,将有利于"双增长"目标的实现保持良好的条件。研究结论对提高我国跨周期宏观调控能力,实现宏观调控从"粗放调控"转向"精准调控"具有重要启示意义。 展开更多

关键词 GDP 城乡居民收入 双倍增目标 线性二次型最优控制 精准调控

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基于最优控制理论的DCT离合器升挡作动方式的研究 被引量：16

7

作者 吴光强 张德明 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期258-261,共4页

建立了双离合器式自动变速器起步、换挡动力学模型。利用线性二次型最优控制理论研究了离合器接合、分离规律。提出了3种改进的离合器作动方式,并对它们进行了仿真和比较分析。

关键词 双离合器式变速器 线性二次型最优控制 离合器 起步 升挡

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基于卡尔曼滤波的二级倒立摆LQR控制方法 被引量：7

8

作者 王莹莹 王冬青 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2015年第3期21-26,共6页

针对二次型最优控制调节器难以实现对二级倒立摆系统的最优控制问题,本文建立了倒立摆数学模型,并对直线二级倒立摆(线性二次型控制器)(linear quadratic regulator,LQR)进行设计,同时采用卡尔曼滤波对系统的输出做出最优估计,并利用Mat... 针对二次型最优控制调节器难以实现对二级倒立摆系统的最优控制问题,本文建立了倒立摆数学模型,并对直线二级倒立摆(线性二次型控制器)(linear quadratic regulator,LQR)进行设计,同时采用卡尔曼滤波对系统的输出做出最优估计,并利用Matlab对未经卡尔曼滤波的调节器系统与前置卡尔曼滤波器的调节器系统进行仿真比较分析,仿真结果表明,应用基于前置Kalman滤波器的控制,比单独用线性二次型最优控制效果更加有效可行:未经滤波时,系统输出受扰动影响大;采用卡尔曼滤波后,系统输出波动小,稳定性好。该研究可以消除噪声给系统带来的抖动影响,具有一定的实用性。 展开更多

关键词 线性二次型最优控制 二级倒立摆 卡尔曼滤波 MATLAB

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结合迭代学习和模型预测的重载列车运行控制 被引量：4

9

作者 孙鹏飞 张传鑫 +2 位作者 蒋春宏 魏咪 王青元 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期111-119,共9页

为实现重载列车单次行程的高鲁棒高精度轨迹跟踪,根据列车纵向运动特性,构建重载列车多质点的动力学模型;基于利用批次化的运行过程积累控制经验,结合迭代学习和模型预测控制方法设计1种增强抗扰的重载列车跟踪控制器,将重载列车动力学... 为实现重载列车单次行程的高鲁棒高精度轨迹跟踪,根据列车纵向运动特性,构建重载列车多质点的动力学模型;基于利用批次化的运行过程积累控制经验,结合迭代学习和模型预测控制方法设计1种增强抗扰的重载列车跟踪控制器,将重载列车动力学模型转化为基于模型预测控制框架下的线性二次型最优控制模型,用二次型最优控制的速度和位置状态反馈增益表示迭代学习增益,利用批次化积累的控制经验不断提高跟踪性能,实现单次行程的滚动时域优化,提升轨迹跟踪的鲁棒性和精度;对某货运专线上的2万t重载列车进行跟踪控制仿真,分别从时域稳定性和迭代收敛性验证该控制器的稳定性。结果表明:结合迭代学习和模型预测控制方法能够很好地利用重载列车系统操纵重复性特征并实现全程跟踪控制,较传统控制方法跟踪效果更好并能有效降低列车纵向冲动,同时能够动态响应非重复性扰动,满足重载列车运行控制要求。 展开更多

关键词 迭代学习 模型预测控制 重载列车 多质点动力学模型 线性二次型最优控制

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基于降阶模型的水下结构振动主动控制仿真及实验研究 被引量：4

10

作者 于丹竹 黎胜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期70-76,共7页

基于降阶模型对水下结构振动的主动控制进行了仿真及实验研究,并取得了较好的抑制振动的效果。基于结构在可压缩流体加载下的无阻尼实模态矩阵建立了水下结构的降阶模型,由于维数的降低,进而能够设计出相对简化的主动控制系统,减少传感... 基于降阶模型对水下结构振动的主动控制进行了仿真及实验研究,并取得了较好的抑制振动的效果。基于结构在可压缩流体加载下的无阻尼实模态矩阵建立了水下结构的降阶模型,由于维数的降低,进而能够设计出相对简化的主动控制系统,减少传感器和作动器的数量。通过线性二次型最优控制和结构主动变刚度控制两种方法对水下结构振动进行了主动控制仿真,均使结构振动有所下降。仿真结果显示线性二次型最优控制能够降低结构振动的峰值,而结构主动变刚度控制能够将结构的固有频率按照需要进行改变。还通过水下平板振动主动控制模型实验,验证了主动控制技术对水下结构的减振效果。 展开更多

关键词 水下结构 降阶模型 振动主动控制 线性二次型最优控制 变刚度控制 实验研究

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有约束复杂随动系统模型建立与控制研究 被引量：3

11

作者 付荣荣 李东玉 时培明 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期444-448,共5页

提出了一种有约束复杂随动系统——小碗摆球系统,并以小碗摆球系统为研究对象,针对有约束复杂随动系统的控制策略进行研究;利用拉格朗日动力学方法建立了小碗摆球系统的动力学模型。在讨论了系统能控和能观性的基础上分别采用鲁棒性双闭... 提出了一种有约束复杂随动系统——小碗摆球系统,并以小碗摆球系统为研究对象,针对有约束复杂随动系统的控制策略进行研究;利用拉格朗日动力学方法建立了小碗摆球系统的动力学模型。在讨论了系统能控和能观性的基础上分别采用鲁棒性双闭环PID控制和基于遗传算法的线性二次型最优控制进行了实际系统控制效果的实验对比,对比结果表明鲁棒性双闭环PID控制器具有更好的鲁棒性和瞬态特性,而遗传算法优化的线性二次型控制具有更好的动态特性。 展开更多

关键词 计量学 随动系统 双闭环PID 遗传算法 线性二次型最优控制

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电流变客车减振器的力学分析与最优控制 被引量：1

12

作者 王皓 周健 +1 位作者 何志鹏 何正中 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期631-635,共5页

在减振器中采用电流变液,通过控制电场实时响应路面激励,提高客车对振动响应的智能性。基于车辆1/4动力学模型的分析表明,在0~25 Hz路面激励下,车身加速度、相对动载、悬架动挠度的共振响应峰值分别减小52.9%、52.6%、60.0%。线性二次... 在减振器中采用电流变液,通过控制电场实时响应路面激励,提高客车对振动响应的智能性。基于车辆1/4动力学模型的分析表明,在0~25 Hz路面激励下,车身加速度、相对动载、悬架动挠度的共振响应峰值分别减小52.9%、52.6%、60.0%。线性二次型最优控制理论的仿真结果表明,主动悬架系统的车身振动加速度减小0.37 m/s2,悬架动挠度值减小4.3 mm,轮胎变形量基本不变（仅约0.1 mm）,实现了良好的减振性能,从而提高了行驶平顺性、被动悬架系统稳定性。不同路面状况下所需的场强幅值为3.5 k V/mm、能耗约为225 W,为配套电源的设计提供了依据。 展开更多

关键词 减振器 电流变液 线性二次型最优控制 半主动悬架

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基于模型分解的车辆侧倾控制器设计 被引量：1

13

作者 王德军 杜婉彤 王晰聪 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2016年第2期237-243,共7页

八自由度车辆模型所包含的控制量较多,对其直接分析控制有一定的难度,为此,提出一种模型分解方法。将原有整车模型分解成3部分,使每部分模型包含的控制量较整车模型明显减少,便于对每部分单独设计控制器。同时对分解后模型的车辆侧倾角... 八自由度车辆模型所包含的控制量较多,对其直接分析控制有一定的难度,为此,提出一种模型分解方法。将原有整车模型分解成3部分,使每部分模型包含的控制量较整车模型明显减少,便于对每部分单独设计控制器。同时对分解后模型的车辆侧倾角及其速度部分,使用线性二次型最优控制方法,设计状态最优控制器实现车辆稳定性控制。计算结果表明,该控制器具有较好的控制效果,既降低了分解后模型的分析难度又保证了车体控制的精度。 展开更多

关键词 控制理论 车辆稳定性控制 模型分解 线性二次型最优控制

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基于最小二乘支持向量机的结构地震响应时滞控制算法 被引量：2

14

作者 赵德奇 李春祥 蓝声宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期165-172,共8页

针对时滞会导致控制系统效果降低、控制性能恶化甚至系统不稳定,将线性二次型控制(Linear QuadraticRegulator,LQR)与最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LSSVM)进行集成,提出时滞LSSVM-LQR智能控制算法。该算... 针对时滞会导致控制系统效果降低、控制性能恶化甚至系统不稳定,将线性二次型控制(Linear QuadraticRegulator,LQR)与最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LSSVM)进行集成,提出时滞LSSVM-LQR智能控制算法。该算法采集结构状态响应数据后,将用LQR算法计算出的结构最优控制力输入到LSSVM中,以训练并回归预测出时滞后时刻的最优控制力;由作动器对结构提供控制。基于MATLAB平台编写计算程序,并用一幢三层框架结构进行数值验证。结果表明,LSSVM-LQR算法能有效降低时滞对结构控制系统的不利影响。 展开更多

关键词 振动控制 主动控制 时滞 最小二乘支持向量机 线性二次型最优控制 地震

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重度混合动力汽车油耗和排放的多目标随机最优控制策略 被引量：6

15

作者 隗寒冰 秦大同 陈淑江 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期923-928,949,共7页

鉴于采用通常在特定工况下开发的控制策略的混合动力汽车在实际路况下的性能未必能达到最优的问题,将实际道路下的混合动力汽车能量管理策略问题转化为标准路况下的随机线性最优控制问题。建立了包含三效催化转化器热状态的混合动力汽... 鉴于采用通常在特定工况下开发的控制策略的混合动力汽车在实际路况下的性能未必能达到最优的问题,将实际道路下的混合动力汽车能量管理策略问题转化为标准路况下的随机线性最优控制问题。建立了包含三效催化转化器热状态的混合动力汽车二次型状态空间方程,以发动机燃油消耗和三效催化转化器出口处的排放最小为优化目标,对蓄电池SOC、车速、三效催化转化器温度和出口排放等实际状态进行卡尔曼滤波估计,以对电机功率和发动机功率等输出变量进行最优反馈。仿真结果表明,与规则控制相比,所建立的随机最优控制策略能在满足车辆动力性要求的前提下,三效催化转化器的起燃时间约缩短160s,HC和CO的转化率明显提高。 展开更多

关键词 混合动力汽车 油耗 排放 线性二次型高斯最优控制 三效催化转化器

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舵机电动加载系统的最优控制设计与仿真

16

作者 李晓珊 杨波 《电光与控制》 北大核心 2014年第12期71-75,80,共6页

针对无人机等飞行器的舵机电动加载系统中存在多余力矩扰动问题,提出了线性二次型最优控制和比例-积分-微分(PID)控制结合的复合控制策略,实现舵机电动加载系统的加载力矩控制。巧妙选取状态变量,建立了系统的状态空间模型并求得最优控... 针对无人机等飞行器的舵机电动加载系统中存在多余力矩扰动问题,提出了线性二次型最优控制和比例-积分-微分(PID)控制结合的复合控制策略,实现舵机电动加载系统的加载力矩控制。巧妙选取状态变量,建立了系统的状态空间模型并求得最优控制律,较好地抑制了舵机运动带来的干扰。仿真表明,该复合控制策略控制精度较高,且具有较强的抗干扰能力,与电动加载领域常用的小脑模型关节控制器(CMAC)和PID复合的控制策略相比,算法简单、计算量小、仿真速度快、输出曲线更加光滑。 展开更多

关键词 电动加载系统 无人机 线性二次型最优控制 PID 复合控制 抗干扰性

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基于主动横向稳定杆的汽车侧翻混杂控制研究 被引量：5

17

作者 陈松 夏长高 +1 位作者 潘道远 陶金忠 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期667-674,共8页

针对车辆在侧向加速度与路面不平干扰时,容易发生侧翻和影响乘坐舒适性的问题,本文中设计了一种主动横向稳定杆装置。为满足车辆在各行驶工况下的性能要求,提出了采用混杂控制方法对不同工况下的车辆进行控制。在紧急转向或不平路面工况... 针对车辆在侧向加速度与路面不平干扰时,容易发生侧翻和影响乘坐舒适性的问题,本文中设计了一种主动横向稳定杆装置。为满足车辆在各行驶工况下的性能要求,提出了采用混杂控制方法对不同工况下的车辆进行控制。在紧急转向或不平路面工况时,为防止车辆侧翻和提高车辆的乘坐舒适性,分别利用线性二次型最优控制理论设计了控制器,并采用微粒群优化算法对控制器的权系数进行优化。在此基础上建立了整车控制模型,并通过台架试验验证所建模型的正确性。最后对采用主动横向稳定装置控制的车辆进行了一系列时域和频域仿真,结果表明,该方法能根据车辆不同的行驶工况有效避免车辆侧翻,且明显改善了车辆的乘坐舒适性。 展开更多

关键词 主动横向稳定杆 混杂控制 侧翻 乘坐舒适性 线性二次型最优控制 粒子群优化

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基于粒子群优化的动力设备主动振动控制研究 被引量：4

18

作者 黄伟 徐建 +3 位作者 朱大勇 卢坤林 卢剑伟 胡明祎 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期494-498,共5页

文章针对动力设备振动控制,利用比例-积分-微分(PID)和线性二次型调节器(LQR)最优控制理论,并引入粒子群优化算法,分别建立了PSO-PID和PSO-LQR主动振动控制器;分别从传递函数和状态空间方程2种角度出发,建立控制模型。数值结果表明,2种... 文章针对动力设备振动控制,利用比例-积分-微分(PID)和线性二次型调节器(LQR)最优控制理论,并引入粒子群优化算法,分别建立了PSO-PID和PSO-LQR主动振动控制器;分别从传递函数和状态空间方程2种角度出发,建立控制模型。数值结果表明,2种主动控制器均能有效降低动力设备传递至基础的峰值力,但PSO-LQR控制器对于体系稳定时态的控制效果明显优于PSO-PID控制器。对于实际工程,需要择优选取一种最适宜方法。针对主动振动控制中存在的时滞现象,对PSO-LQR控制器进行了含时滞研究,结果表明,随着时滞增加,传递至基础的峰值力与无时滞相比大幅增加,呈发散态势。 展开更多

关键词 比例-积分-微分控制 线性二次型最优控制 粒子群优化算法 传递函数 状态空间方程 时滞

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可变阻尼结构的非线性半主动控制算法

19

作者 张显秋 谭登祥 《建材世界》 2014年第4期132-135,共4页

对于安装连续可调粘滞阻尼器的工程结构,直接以可变阻尼为控制量,则受控结构可由一双线性系统来表示,基于线性二次型(LQR)最优控制,该文提出了一种非线性半主动控制算法,该算法需要求解Lyapunov矩阵方程。以3层剪切型受控结构为例,探讨... 对于安装连续可调粘滞阻尼器的工程结构,直接以可变阻尼为控制量,则受控结构可由一双线性系统来表示,基于线性二次型(LQR)最优控制,该文提出了一种非线性半主动控制算法,该算法需要求解Lyapunov矩阵方程。以3层剪切型受控结构为例,探讨在不同的可变阻尼器最大粘滞阻尼系数与支撑刚度组合下,控制算法对结构地震响应的减震效果,并与控制器阻尼系数始终取为最大值的被动控制效果作了对比。 展开更多

关键词 连续可调粘滞阻尼器 半主动控制算法 双线性系统 线性二次型(LQR)最优控制

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深海采矿扬矿管纵向振动的主动控制仿真研究 被引量：2

20

作者 邱显焱 刘少军 朱浩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2006年第5期56-58,共3页

针对1 000 m海试采矿系统中扬矿管的纵向振动问题,采用基于线性二次型最优控制理论的主动控制方法来抑制振动。首先,建立了海洋环境下的扬矿管纵向运动方程,再推导得到LQG最优控制状态方程,然后运用M atlab编制模拟分析程序,仿真计算了... 针对1 000 m海试采矿系统中扬矿管的纵向振动问题,采用基于线性二次型最优控制理论的主动控制方法来抑制振动。首先,建立了海洋环境下的扬矿管纵向运动方程,再推导得到LQG最优控制状态方程,然后运用M atlab编制模拟分析程序,仿真计算了泵和中间舱的纵向振动时间历程和主动控制所需控制力的最大值,结果表明该主动控制方法能有效地实现纵向振动抑制,减少幅度高达75%,所需控制力也符合1 000 m海试系统方案的设计要求。 展开更多

关键词 扬矿管 纵向振动 主动控制 线性二次型最优控制

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