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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
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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 权重矩阵 参数
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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 线性型最控制 抗扰特性
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永磁同步电动机的参考模型逆线性二次型(MR-ILQ)最优电流控制跟踪鲁棒性
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作者 徐建英 刘贺平 周建洪 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1081-1084,共4页
过渡响应的鲁棒性反映输出误差的最大瞬时值.利用l∞范数和线性矩阵不等式(LMI),给出了评价电流控制系统鲁棒跟踪性能的方法.采用该方法直接评价了电流控制系统的跟踪鲁棒性能.以内埋式永磁同步电动机为例,对阶跃和正弦电流给定信号下... 过渡响应的鲁棒性反映输出误差的最大瞬时值.利用l∞范数和线性矩阵不等式(LMI),给出了评价电流控制系统鲁棒跟踪性能的方法.采用该方法直接评价了电流控制系统的跟踪鲁棒性能.以内埋式永磁同步电动机为例,对阶跃和正弦电流给定信号下的最优电流控制系统以及调速系统进行了仿真研究,结果表明合理的控制器参数选择,使系统能实现电流的准确跟踪以及精确的速度控制,对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 永磁同步电动机 参考模线性 线性矩阵不等式 鲁棒性 电流控制
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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
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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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交流主动磁轴承电主轴线性二次型最优控制 被引量:10
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作者 朱熀秋 黄振跃 +2 位作者 阮颖 张维煜 杨益飞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期71-78,94,共9页
针对交流主动磁轴承电主轴,提出采用线性二次型最优控制理论设计磁轴承控制器。阐述了一种交流主动磁轴承支承的电主轴结构和工作原理,建立了电主轴系统的状态方程。在介绍线性二次型最优控制理论的基础上,采用线性二次型最优控制理论... 针对交流主动磁轴承电主轴,提出采用线性二次型最优控制理论设计磁轴承控制器。阐述了一种交流主动磁轴承支承的电主轴结构和工作原理,建立了电主轴系统的状态方程。在介绍线性二次型最优控制理论的基础上,采用线性二次型最优控制理论设计了5自由度交流磁轴承电主轴分散和集中参数控制器,并用Matlab软件对集中和分散控制器进行仿真和性能比较。仿真实验结果表明,交流主动磁轴承电主轴转子在20 000 r/min以下运行,采用线性二次型最优控制理论设计的分散控制器,能够实现转子稳定悬浮,交流主动磁轴承电主轴能够按理想的指标运行,并且具有良好的动、静态性能。 展开更多
关键词 磁轴承 电主轴 状态方程 线性 控制
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基于线性二次型的受电弓最优输出跟踪器设计 被引量:6
6
作者 陈忠华 唐博 时光 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第11期1647-1654,共8页
随着电力机车运行速度的不断提高,受电弓与接触网之间的压力波动越来越严重。为了减小弓网之间的压力波动,提高电力机车运行的稳定性。针对二元受电弓与接触网简化动力学模型,从受电弓主动控制角度出发,利用最优控制理论中线性二次型控... 随着电力机车运行速度的不断提高,受电弓与接触网之间的压力波动越来越严重。为了减小弓网之间的压力波动,提高电力机车运行的稳定性。针对二元受电弓与接触网简化动力学模型,从受电弓主动控制角度出发,利用最优控制理论中线性二次型控制进行分析研究。根据线性二次型性能指标中误差与控制能量最小化原理,进行最优输出跟踪器设计。通过MATLAB仿真软件对系统输出接触力进行动态仿真,并得到跟踪误差曲线。分析结果表明,最优输出跟踪器跟踪能力很强,能有效提高弓网接触压力的稳定性,改善弓网受流质量。针对弓网系统模型,线性二次型是一种有效的控制策略。 展开更多
关键词 压力波动 最优控制 线性 误差 跟踪 稳定性
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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
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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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结构地震响应线性二次型最优迭代学习控制 被引量:8
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作者 王建国 汪权 张鸣祥 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期197-202,共6页
针对地震作用下工程结构的地震响应,将线性二次型最优控制与迭代学习控制相结合,提出了线性二次型最优迭代学习混合控制方法.该方法根据迭代学习控制过程中二次型性能指标函数极小化导出施加于工程结构的最优控制力,并依此研究该方法减... 针对地震作用下工程结构的地震响应,将线性二次型最优控制与迭代学习控制相结合,提出了线性二次型最优迭代学习混合控制方法.该方法根据迭代学习控制过程中二次型性能指标函数极小化导出施加于工程结构的最优控制力,并依此研究该方法减小工程结构地震位移响应的有效性.选取典型建筑结构振动控制Benchmark第2阶段的地震作用Benchmark模型为研究对象,数值仿真结果表明,二次型最优迭代学习混合控制方法能对Benchmark模型的地震位移响应进行有效控制,使控制效果得到一定的改善. 展开更多
关键词 工程结构 地震响应 线性 迭代学习 最优控制
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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 线性型最控制 系统搭建
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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
10
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 离散状态空间方程 线性型最控制
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永磁同步电动机参考模型逆线性二次型最优电流控制调速系统 被引量:11
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作者 徐建英 刘贺平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第15期21-27,共7页
提出永磁同步电动机参考模型逆线性二次型(MR-ILQ)最优电流控制调速系统的结构、数学模型,设计最优电流控制调速系统的控制器,分析系统的稳定性和跟踪性能。绘制了MR-ILQ最优电流控制系统的根轨迹,给出保证系统电流控制最优性的增益调... 提出永磁同步电动机参考模型逆线性二次型(MR-ILQ)最优电流控制调速系统的结构、数学模型,设计最优电流控制调速系统的控制器,分析系统的稳定性和跟踪性能。绘制了MR-ILQ最优电流控制系统的根轨迹,给出保证系统电流控制最优性的增益调整参数的条件和保证系统实现电流准确跟踪的误差调整补偿器的取值规律。以内埋式永磁同步电动机为例。对系统进行了仿真研究,结果表明:系统对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,可以实现高精度的电流控制和速度控制;MR-ILQ最优电流控制调速系统的鲁棒性远远优于比例积分PI电流控制调速系统;给出的MR-ILQ最优电流控制增益调整参数和误差调整补偿器的理论确定方法与仿真试验相吻合。 展开更多
关键词 参考模线性 设计方法 永磁同步电动机 渐近解耦 电流控制 鲁棒性
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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
12
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 线性型最控制 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
13
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 线性型最控制
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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
14
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 线性型最控制 拉格朗日方程
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数字缸伺服系统线性二次型最优控制仿真研究 被引量:2
15
作者 张新宇 宋锦春 于晓光 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第7期12-14,共3页
根据数字缸伺服系统的框图结构,建立了系统的状态空间方程数学模型;利用线性二次型最优控制理论,给出相应控制算法,设计了系统最优控制器,并通过MATLAB对系统特性进行仿真分析;对于采用最优控制算法前后的系统分别进行了阶跃响应和频率... 根据数字缸伺服系统的框图结构,建立了系统的状态空间方程数学模型;利用线性二次型最优控制理论,给出相应控制算法,设计了系统最优控制器,并通过MATLAB对系统特性进行仿真分析;对于采用最优控制算法前后的系统分别进行了阶跃响应和频率响应仿真分析,以验证该算法对系统动态特性的影响,同时又探讨了最优控制器中的加权矩阵对系统稳定性的影响。仿真结果表明,最优控制算法改善了系统动态品质,实现简单,且控制精度高,工程实用性强。 展开更多
关键词 数字缸 线性 最优控制 加权矩阵 仿真
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气动力/直接力复合控制导弹的线性二次型最优控制设计 被引量:5
16
作者 赵艳辉 刘忠 李海峰 《航空兵器》 2011年第6期41-46,共6页
对应用直接力和气动力复合控制的弹体,进行线性二次型最优控制设计。通过求解线性二次型调节器获得最优状态反馈律,将最优状态反馈转换为等价的输出反馈,角速度和加速度的测量值就可用于输出反馈律的形成,避免了含有不可测量状态攻角的... 对应用直接力和气动力复合控制的弹体,进行线性二次型最优控制设计。通过求解线性二次型调节器获得最优状态反馈律,将最优状态反馈转换为等价的输出反馈,角速度和加速度的测量值就可用于输出反馈律的形成,避免了含有不可测量状态攻角的状态反馈律在实现上的困难。复合控制和气动力(或直接力)单独作用时的仿真对比结果说明,所设计的复合控制系统具有快速响应的优越性。 展开更多
关键词 复合控制 直接力 自动驾驶仪 线性调节器 最优控制
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遗传算法优化的线性二次型调节器控制下3-UPS并联机器人稳定性分析 被引量:4
17
作者 王林军 史宝周 +3 位作者 张东 徐博 朱宗孝 周兰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期112-123,共12页
通过对3-UPS并联机器人进行动力学建模与状态空间分析,基于遗传算法(GA)优化的线性二次型调节器(LQR)控制方法对其进行控制仿真,结合多体系统振动理论,并运用MATLAB软件和ADAMS软件联合仿真,分别对该并联机器人在动平台施加外部载荷、... 通过对3-UPS并联机器人进行动力学建模与状态空间分析,基于遗传算法(GA)优化的线性二次型调节器(LQR)控制方法对其进行控制仿真,结合多体系统振动理论,并运用MATLAB软件和ADAMS软件联合仿真,分别对该并联机器人在动平台施加外部载荷、定平台施加随机振动,以及动、定平台施加复合干扰3种情况下机器人的末端稳定性进行分析。结果表明:GA优化的LQR控制下,机器人动平台质心振动的衰减时间和振动幅度都明显减小,且共振峰也明显降低,但是高频振动处的减振效果不明显;机器人动平台质心x和y方向的共振频率均保持在5 Hz左右,而z方向的共振频率却有明显的后移现象,逐渐向高频(10 Hz)靠近。该研究为分析并联机器人稳定性与工作精度提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 并联机器人 遗传算法 线性调节器控制 稳定性分析
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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
18
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 离散线性调节器 预测控制 跟踪控制 速度规划
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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
19
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 线性型最控制问题 动态 差分式Hopfield网络
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风力机变桨距的线性二次型最优控制 被引量:1
20
作者 秦录芳 王加伟 孙涛 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期133-137,121,共6页
针对风能的随机性、不稳定性以及风力机模型的大扰动、多变量和非线性特点,对风力机组模型的仿射非线性系统进行精确反馈线性化,设计基于最优控制理论的非线性最优控制方法——线性二次型最优控制,并通过仿真验证该新型控制方法的有效... 针对风能的随机性、不稳定性以及风力机模型的大扰动、多变量和非线性特点,对风力机组模型的仿射非线性系统进行精确反馈线性化,设计基于最优控制理论的非线性最优控制方法——线性二次型最优控制,并通过仿真验证该新型控制方法的有效性。仿真结果表明:当风速超过额定风速时,该控制方法能将风力机输出功率限制在额定功率10%的范围之内,同时该方法具有较好的精度、稳定性和响应时间短的优点。 展开更多
关键词 风力机 变桨距 线性 最优控制
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