电磁阀半主动悬架线性变参数μ综合鲁棒控制 被引量：2

1

作者 寇发荣 李盛霖 +1 位作者 杨旭东 邢龙龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期221-231,286,共12页

针对电磁阀半主动悬架系统中的非线性和不确定性问题以及多个性能目标之间的矛盾,设计了一种线性变参数(linear parameter varying,LPV)μ综合鲁棒控制器。建立电磁阀非线性阻尼力力学模型并开展台架试验验证模型的准确性,构建了七自由... 针对电磁阀半主动悬架系统中的非线性和不确定性问题以及多个性能目标之间的矛盾,设计了一种线性变参数(linear parameter varying,LPV)μ综合鲁棒控制器。建立电磁阀非线性阻尼力力学模型并开展台架试验验证模型的准确性,构建了七自由度悬架系统的非线性LPV模型;对悬架参数不确定性和系统建模误差进行分析,并考虑传感器测量噪声的影响,设计了一种基于非线性和混合不确定性的LPV-μ综合鲁棒控制器;最后进行整车电磁阀悬架系统仿真和实车试验。仿真结果表明:在随机扰动下该控制器使车身垂向加速度均方根值降低46.47%,俯仰角加速度降低46.47%,侧倾角加速度降低50.68%,具有良好的抗干扰能力和可控性。试验结果表明:LPV-μ综合控制下车身垂向加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度均方根值分别降低36.6%、30.14%和39.47%,并且保证悬架动挠度小于0.06 m,验证了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 电磁阀半主动悬架 非线性和不确定性 线性变参数系统 多目标控制 线性变参数(lpv)-μ综合

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基于插值短时分数阶傅里叶变换-变权拟合的线性调频信号参数估计 被引量：8

2

作者 曹伟浩 姚直象 +1 位作者 夏文杰 闫肃 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期86-94,共9页

针对低信噪比下线性调频(LFM)信号参数估计精度不高的问题,提出一种基于Rife插值短时分数阶傅里叶变换(STFRFT)-变权拟合(VWSF)方法。该方法利用STFRFT提高LFM信号的聚集性,实现对LFM信号瞬时频率的高精度估计,并通过VWSF进一步提高信... 针对低信噪比下线性调频(LFM)信号参数估计精度不高的问题,提出一种基于Rife插值短时分数阶傅里叶变换(STFRFT)-变权拟合(VWSF)方法。该方法利用STFRFT提高LFM信号的聚集性,实现对LFM信号瞬时频率的高精度估计,并通过VWSF进一步提高信号初始频率和调频率的估计精度。推导得到了初始频率和调频率估计的克拉美-罗限(CRLB),分析了信号时长、滑窗次数等因素对CRLB的影响。仿真实验及海试结果表明,相比于传统基于短时傅里叶变换的估计方法,Rife插值STFRFT-VWSF方法具有更高的LFM信号参数估计精度。 展开更多

关键词 线性调频信号 参数估计 短时分数阶傅里叶变换 变权拟合 Rife插值 克拉美-罗限

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吸气式高超声速飞行器纵向机动飞行的鲁棒线性变参数控制 被引量：15

3

作者 黄显林 葛东明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1789-1797,共9页

针对一个吸气式高超声速飞行器模型,研究了其鲁棒变增益控制问题。为处理对建模误差的鲁棒性问题,将标准的线性变参数(Linear Parameter-Varying)控制算法扩展到对参数和动态不确定性具有结构摄动的鲁棒性框架内。基于对建模不确定性的... 针对一个吸气式高超声速飞行器模型,研究了其鲁棒变增益控制问题。为处理对建模误差的鲁棒性问题,将标准的线性变参数(Linear Parameter-Varying)控制算法扩展到对参数和动态不确定性具有结构摄动的鲁棒性框架内。基于对建模不确定性的积分二次型约束(Integral Quadratic Constraint)刻画,以定标的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality)形式给出了其鲁棒控制算法。考虑到描述飞行器动态数值非线性模型的复杂性,建立了其解析形式的曲线拟合模型。基于此解析模型,推导了LPV模型用于控制设计和开环分析。设计了以动压和马赫数为增益变量的飞行控制系统。控制器设计将LPV控制器和变增益比例积分补偿器组合成内外环结构,实现了姿态稳定性和精确的轨迹跟踪性能。非线性仿真结果证实了算法和应用的有效性。 展开更多

关键词 高超声速 线性变参数(lpv) 积分二次型约束(IQC) 内外环

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非仿射参数依赖LPV模型的变体飞行器H_∞控制 被引量：3

4

作者 温暖 刘正华 +2 位作者 祝令谱 李罗川 周锐 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2073-2080,共8页

变体飞行器可以在不同的飞行环境及飞行任务下自适应地进行结构变形,从而确保飞行过程中具有最优的气动性能。以一类翼展可变的飞行器模型为对象,研究了一种针对非仿射参数依赖结构的线性变参数(LPV)系统的控制问题。在Jacobian线性化... 变体飞行器可以在不同的飞行环境及飞行任务下自适应地进行结构变形,从而确保飞行过程中具有最优的气动性能。以一类翼展可变的飞行器模型为对象,研究了一种针对非仿射参数依赖结构的线性变参数(LPV)系统的控制问题。在Jacobian线性化基础上,将变体过程中的非线性模型精确拟合为以翼展变形率为时变参数的LPV系统。与大多数LPV控制不同的是,此系统为多项式参数依赖结构,不具有仿射参数依赖形式。利用线性分式表示(LFR)将具有非仿射参数依赖结构的LPV模型转换为等价的线性时不变(LTI)系统。为保证变体过程的稳定,针对此LFR形式的变体模型,在满足二次Lyapunov稳定的线性矩阵不等式(LMI)条件基础上,设计了一类基于状态反馈的H∞控制器。仿真结果表明,上述控制器在外部存在干扰的情况下,能够保证变体过程的全局稳定性。因此基于LFR转换的控制器设计方法不再局限于仿射参数依赖形式,对于广泛LPV系统具有普遍适用性。 展开更多

关键词 变体飞行器 线性变参数(lpv) 非仿射参数依赖 线性分式表示(LFR) H∞控制

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高超声速飞行器线性变参数一体化式控制律设计 被引量：4

5

作者 杨庶 钱云霄 杨婷 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1427-1437,共11页

针对高超声速飞行器的三维航迹控制问题,采用线性变参数(LPV)输出反馈控制和极点配置理论,基于高度-水平航迹控制概念,在马赫数包线内设计高超声速飞行器一体化式LPV控制律.该控制律不区分常规飞行控制律的内外控制回路,根据速度、高度... 针对高超声速飞行器的三维航迹控制问题,采用线性变参数(LPV)输出反馈控制和极点配置理论,基于高度-水平航迹控制概念,在马赫数包线内设计高超声速飞行器一体化式LPV控制律.该控制律不区分常规飞行控制律的内外控制回路,根据速度、高度、侧滑角和偏航角指令对飞行器纵向和横航向运动进行综合控制,在L_(2)诱导范数意义下实现飞行器三维航迹的鲁棒最优控制.在地心地固参考系内建立高超声速飞行器的数学模型,考虑地球自转、地球扁率、地球引力二阶简谐效应对飞行器运动特性的影响.通过数值仿真检验LPV控制律的控制性能,仿真结果表明:高超声速飞行器闭环系统具有D-稳定性,能够在典型机动中保持良好的航迹控制性能,并且在扰动和测量噪声下具有良好的鲁棒性. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 高度-水平航迹控制概念 一体化式飞行控制 线性矩阵不等式 L_(2)诱导范数 线性变参数控制

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基于LPV-MPC的风电机组功率-载荷协调控制策略

6

作者 梁栋炀 宋子秋 刘亚娟 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期38-44,共7页

大型风电机组变桨控制是一个复杂的非线性控制任务,如何在系统约束和风速扰动的条件下实现功率调节和载荷降低成为难题。针对该问题,文章采用机理与参数辨识方法构建了一个面向控制的线性变参数(LPV)模型,LPV模型引入间隙度量理论来降... 大型风电机组变桨控制是一个复杂的非线性控制任务,如何在系统约束和风速扰动的条件下实现功率调节和载荷降低成为难题。针对该问题,文章采用机理与参数辨识方法构建了一个面向控制的线性变参数(LPV)模型,LPV模型引入间隙度量理论来降低模型复杂度,为控制设计提供了更加精确的线性模型。设计了时变卡尔曼滤波器,实现了风机的最优状态估计,基于获得的最优状态,提出了自适应模型预测(MPC)变桨控制器,MPC控制器能够根据实时风速变化调整预测模型,在满足系统约束的条件下实现大型风电机组功率-载荷的协调控制。OpenFAST对比仿真实例表明了模型与控制器的有效性。 展开更多

关键词 风电机组 变桨控制 线性参数变化模型 自适应模型预测控制 功率-载荷控制

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双馈式变速变距风电机组LPV控制器设计 被引量：2

7

作者 姚兴佳 周洁 +2 位作者 邓英 衣传宝 郭庆鼎 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1608-1613,共6页

提出了一种将闭环极点配置到满足动态响应区域内的增益调度LPV(linear parameter varying)鲁棒H_∞控制器设计新方法,以解决机组的动态稳定性问题。利用LPV的凸分解方法,将风电机组线性化模型化为具有凸多面体结构的LPV模型,然后利用LMI... 提出了一种将闭环极点配置到满足动态响应区域内的增益调度LPV(linear parameter varying)鲁棒H_∞控制器设计新方法,以解决机组的动态稳定性问题。利用LPV的凸分解方法,将风电机组线性化模型化为具有凸多面体结构的LPV模型,然后利用LMI(liinear matrix inequalities)方法对凸多面体各顶点分别设计满足H_∞性能和闭环极点配置的反馈增益,再利用各顶点设计的反馈控制器综合得到具有凸多面体结构的LPV控制器。与PID控制的仿真结果相比较,验证了该控制器具有良好的控制性能。 展开更多

关键词 风力发电机 线性变参数(lpv) H∞控制 凸分解 极点配置 线性矩阵不等式(LMI)

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产汇流模型参数综合率定在洪水预报中的应用 被引量：10

8

作者 刘国华 钱镜林 汪树玉 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期576-581,共6页

在蓄满产流模型中引入最大下渗率作为入渗的上限,实现超渗产流的机理和蓄满产流结合.在汇流模型中,采用Γ函数和抛物线组合函数作为单位线的逼近函数,用Γ函数作为单位线的基本形状,抛物线对Γ函数分段修正,且引入2个汇流时间调整指数... 在蓄满产流模型中引入最大下渗率作为入渗的上限,实现超渗产流的机理和蓄满产流结合.在汇流模型中,采用Γ函数和抛物线组合函数作为单位线的逼近函数,用Γ函数作为单位线的基本形状,抛物线对Γ函数分段修正,且引入2个汇流时间调整指数对单位线进行非线性调整;此外,在单位线计算之前串联一个水库蓄滞单元,有效地模拟洪水在河道演进过程中沿途径流式水库的滞洪作用.根据系统理论知识将上述产汇流模型组合为一个整体,建立综合目标函数,用约束变尺度法优选参数.通过对沙溪口水电站的洪水预报进行实例检验,证明该模型能得到较高的预报精度. 展开更多

关键词 产汇流模型 参数综合率定 洪水预报 最大下渗率 非线性单位线 约束变尺度法

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钻井液赫-巴模式参数估计的新算法 被引量：4

9

作者 王立波 鲁港 《中外能源》 CAS 2008年第6期38-42,共5页

针对线性回归法估算钻井液赫-巴流变模式的流变参数不具有无偏性和方差最小等不足,提出了非线性最小二乘估计的新算法。该算法不需要人工给定迭代初始值,迭代过程稳定收敛到最小点,不会陷入极小点陷阱,收敛速度很快,所得到的流变参数估... 针对线性回归法估算钻井液赫-巴流变模式的流变参数不具有无偏性和方差最小等不足,提出了非线性最小二乘估计的新算法。该算法不需要人工给定迭代初始值,迭代过程稳定收敛到最小点,不会陷入极小点陷阱,收敛速度很快,所得到的流变参数估计具有拟合残差无偏性和方差最小的优良统计特征。大量的实际钻井液算例表明,新方法具有比线性回归方法更小的拟合方差和相近的均值,拟合残差统计特性优于线性回归方法。该方法可以应用到钻井液赫-巴流变模式中流变参数的确定、钻井液流变模式优选、钻井液性能调整和评价等许多问题中。 展开更多

关键词 钻井液 流变方程 赫-巴模式 线性回归 非线性回归 参数估计 新算法 石油

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舰载机着舰侧回路混合H_∞/H_2模型参考LPV控制 被引量：5

10

作者 朱齐丹 闻子侠 +1 位作者 张智 刘志林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期83-91,共9页

针对舰载机对中着舰过程中,滚转速率与侧滑角运动之间存在固有耦合的问题,特别是在低攻角的情况下,这种耦合导致滚转速率与侧滑角符号方向相反,并有较大侧滑,严重降低了飞机的飞行品质,分散了飞行员对中着舰操控过程的精力.推导出了一... 针对舰载机对中着舰过程中,滚转速率与侧滑角运动之间存在固有耦合的问题,特别是在低攻角的情况下,这种耦合导致滚转速率与侧滑角符号方向相反,并有较大侧滑,严重降低了飞机的飞行品质,分散了飞行员对中着舰操控过程的精力.推导出了一类具有参考模型H∞/H2LFT(linear fractional transformation)的控制方法来解决这类耦合的侧向控制问题,H2控制不仅可抑制噪声干扰,还可降低通道间的耦合,实现着舰过程的解耦控制,使飞机的操纵响应满足参考模型的期望飞行品质,减少飞行员的工作负荷.对于着舰过程中由攻角变化而产生模型的大范围变化情况,采用线性变参数方法可解决这类具有模型不确性的参数依赖时变系统的精确控制问题.此外文中采用多Lyapunov函数的切换控制,进一步提高了闭环系统的整体性能. 展开更多

关键词 舰载机 切换控制 模型参考控制 混合的H∞ H2控制 多参数依赖的Lyapunov函数 线性变参数系统(lpv) 横侧向解耦

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基于LPV模型的磷酸铁锂电池SOC实时算法 被引量：4

11

作者 郑燕萍 杜政平 +1 位作者 吴松松 陈宁 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期600-603,共4页

动力电池荷电状态(SOC)值是电动汽车整车控制策略和电池管理系统中的一个重要参数。文章以磷酸铁锂动力电池为研究对象,提出基于线性变参数(LPV)模型的电池SOC实时估算方法。该方法在电池特性试验研究的基础上,建立电池等效电路模型,将... 动力电池荷电状态(SOC)值是电动汽车整车控制策略和电池管理系统中的一个重要参数。文章以磷酸铁锂动力电池为研究对象,提出基于线性变参数(LPV)模型的电池SOC实时估算方法。该方法在电池特性试验研究的基础上,建立电池等效电路模型,将电池非线性系统转换为LPV系统,将其状态空间系数矩阵作为电池可测量的函数,设计滤波器算法,实现磷酸铁锂动力电池SOC的实时估算。利用Matlab软件建立该算法的仿真模型,仿真结果验证了SOC实时估算方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 磷酸铁锂电池 荷电状态(SOC)估算 等效电路模型 线性变参数(lpv)模型

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基于高阶奇异值分解的LPV鲁棒控制器设计 被引量：5

12

作者 孙斌 杨凌宇 张晶 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1536-1542,共7页

针对高超声速飞行器线性变参数(LPV)模型建模中准确度与复杂度之间的矛盾性,提出了一种基于网格化张量及高阶奇异值分解(HOSVD)的凸多胞LPV模型建模及控制方法。首先基于雅可比线性化给出了大包线网格化模型的张量描述形式,然后提出了... 针对高超声速飞行器线性变参数(LPV)模型建模中准确度与复杂度之间的矛盾性,提出了一种基于网格化张量及高阶奇异值分解(HOSVD)的凸多胞LPV模型建模及控制方法。首先基于雅可比线性化给出了大包线网格化模型的张量描述形式,然后提出了一种基于HOSVD的多胞LPV模型生成算法,将网格化模型表述为有限个线性时不变(LTI)顶点及权重函数的组合,并基于舍弃的奇异值给出了建模误差的指标,最后结合某航天飞机再入段六自由度非线性模型进行了大包线鲁棒LPV控制器设计与仿真验证,结果表明该方法可获得计算复杂度低且保证建模精度的LPV模型,设计的鲁棒变增益控制器能够使系统快速跟踪姿态角指令信号,并能够保证系统的稳定性和鲁棒性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 飞行包线 多胞线性变参数(lpv)系统 鲁棒变增益控制 高阶奇异值分解(HOSVD)

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基于受限参变率的飞翼无人机舵面阵风减缓控制 被引量：1

13

作者 孙逸轩 白俊强 +1 位作者 刘金龙 孙智伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1387-1397,共11页

飞翼无人机具有俯仰惯量低、纵向稳定性弱等问题,使其阵风响应对飞行参数的变化较为敏感,并且飞翼无人机的舵面较多,不同的控制策略下阵风减缓的效果不同。因此,对这类飞行器进行考虑参数变化率阵风减缓线性变参数(LPV)控制律设计,并对... 飞翼无人机具有俯仰惯量低、纵向稳定性弱等问题,使其阵风响应对飞行参数的变化较为敏感,并且飞翼无人机的舵面较多,不同的控制策略下阵风减缓的效果不同。因此,对这类飞行器进行考虑参数变化率阵风减缓线性变参数(LPV)控制律设计,并对不同舵面组合方式的控制性能展开对比研究。结合参数依赖的Lyapunov函数方法和变参斜投影降阶算法,构建了同时考虑参数变化率限制和模型降阶条件的LPV阵风减缓控制器。基于该方法对Mini-MUTT飞翼无人机模型设计LPV阵风减缓控制器;探究了不同舵面控制策略对减缓效果的影响。结果表明:采用变参斜投影降阶算法得到的降阶模型可有效表征全阶模型的动力学特性;设计的LPV阵风减缓控制器能够保证阵风在较宽速度范围内有效减缓;在单一舵面阵风减缓中,置于外侧的舵面控制效果优于内侧舵面;而在双舵面阵风减缓中,双舵面的控制效果优于单一舵面,但控制所需输入能量也会增加。在工程应用中需要针对具体问题,综合考虑控制效果和能量消耗以确定合适的控制策略。 展开更多

关键词 飞翼无人机 阵风减缓 变参斜投影降阶 参数变化率 线性变参数(lpv)控制 舵面组合方式

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基于多胞体系统的FWID EV鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制

14

作者 李志文 焦晓红 张婷 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期111-120,共10页

为了提高四轮独立驱动电动汽车(FWID EV)轨迹跟踪控制性能,针对车辆横向运动系统的不确定性与非线性问题,考虑转向执行机构的动态特性,提出了基于线性变参数(LPV)的鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制策略。首先利用凸分解技术将LPV系统转化... 为了提高四轮独立驱动电动汽车(FWID EV)轨迹跟踪控制性能,针对车辆横向运动系统的不确定性与非线性问题,考虑转向执行机构的动态特性,提出了基于线性变参数(LPV)的鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制策略。首先利用凸分解技术将LPV系统转化为有限多胞顶点凸组合的多胞体系统,然后基于离线设计的每个多胞顶点控制器和线性组合在线计算任意时变参数对应的系统控制器参数,并利用MATLAB和CarSim进行联合仿真。结果表明:在加速变道场景下,所设计的控制器可以保证横向偏移误差不超过2 cm,横向偏移平均绝对误差不超过0.9 cm的较高跟踪精度及行驶稳定性和鲁棒性。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车(FWID EV) 轨迹跟踪控制 线性变参数(lpv) 加权增益调度

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执行机构故障的航天器姿态容错控制 被引量：19

15

作者 耿云海 金荣玉 +1 位作者 陈雪芹 李冬柏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1186-1194,共9页

针对航天器执行机构(飞轮)故障的姿态控制问题,基于线性变参数(LPV)系统设计鲁棒变增益PID容错控制。考虑转动惯量随时间变化和执行机构乘性故障,将航天器姿态动力学转化为不确定LPV系统。设计控制器时,利用仿射二次稳定的方法降低控制... 针对航天器执行机构(飞轮)故障的姿态控制问题,基于线性变参数(LPV)系统设计鲁棒变增益PID容错控制。考虑转动惯量随时间变化和执行机构乘性故障,将航天器姿态动力学转化为不确定LPV系统。设计控制器时,利用仿射二次稳定的方法降低控制算法的保守性,引入保性能控制保证系统的鲁棒性。仿真结果表明,控制方法是有效的。 展开更多

关键词 航天器姿态控制 容错控制 执行机构故障 线性变参数(lpv) 鲁棒变增益控制

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