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虚拟参考反馈校正控制器参数的预测误差辨识
被引量:
4
1
作者
唐小军
王道波
+1 位作者
唐得志
李猛
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期15-21,共7页
针对未知系统中双控制器的设计问题,采用虚拟参考反馈校正方法,通过最小化由一组观测数据组成的L2范数所构成的代价函数,达到直接设计控制器目的.联合前馈控制器分离出的固定部分和反馈控制器作为滤波器,对原输入/输出关系式进行重参数...
针对未知系统中双控制器的设计问题,采用虚拟参考反馈校正方法,通过最小化由一组观测数据组成的L2范数所构成的代价函数,达到直接设计控制器目的.联合前馈控制器分离出的固定部分和反馈控制器作为滤波器,对原输入/输出关系式进行重参数化,得到标准的预测误差辨识形式,在所得式中,对控制器未知参数矢量采用可分离迭代的非线性最小二乘法进行估算.文中还对算法的收敛性进行了理论分析,并通过仿真验证了所提方法的有效性.
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关键词
虚拟
参考
反馈
校正
预测误差辨识
滤波器
重
参数
化
非线性最小二乘法
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职称材料
非线性闭环系统的虚拟参考反馈校正控制设计
被引量:
3
2
作者
王建宏
朱永红
+1 位作者
肖绚
唐得志
《电光与控制》
北大核心
2013年第1期23-27,93,共6页
针对闭环非线性系统中的控制器为一非线性函数的情况,采用虚拟参考反馈校正控制的设计原理,根据控制器的输入—输出观测数据构造一个基于输出数据的线性仿射函数。通过最小化逼近误差,利用系统辨识的参数估计方法求取线性仿射函数中可...
针对闭环非线性系统中的控制器为一非线性函数的情况,采用虚拟参考反馈校正控制的设计原理,根据控制器的输入—输出观测数据构造一个基于输出数据的线性仿射函数。通过最小化逼近误差,利用系统辨识的参数估计方法求取线性仿射函数中可调参数权值,从而采用一个含可调参数权值的线性仿射形式来逼近原非线性控制器,通过对参数权值的调整使得逼近误差较小,并给出参数权值的凸优化求解过程。最后用仿真算例验证方法的有效性和可行性。
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关键词
非线性闭环系统
虚拟
参考
反馈
校正控制
线性仿射函数
可调
参数
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职称材料
虚拟参考反馈校正时变控制的规范设计
3
作者
王建宏
熊朝华
《电光与控制》
北大核心
2014年第8期77-82,共6页
为折衷线性控制器和非线性控制器间的差距,采用虚拟参考反馈校正控制策略研究线性时变控制器的设计问题。对于两控制器中未知时变参数矢量的辨识,在原代价函数的基础上通过增加一项关于两未知时变参数矢量的规范项,来约束时变参数矢量...
为折衷线性控制器和非线性控制器间的差距,采用虚拟参考反馈校正控制策略研究线性时变控制器的设计问题。对于两控制器中未知时变参数矢量的辨识,在原代价函数的基础上通过增加一项关于两未知时变参数矢量的规范项,来约束时变参数矢量的跳变特性。对于未知时变参数矢量的优化过程,采用可分离非线性最小二乘算法重复迭代以得到全局最优解。借助凸优化理论,推导出一个关键规范值,以此值作为规范值合适选取过程中的初始值。最后用仿真算例验证了辨识方法的有效性。
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关键词
虚拟
参考
反馈
校正控制
模型匹配
时变
参数
规范系数
迭代辨识算法
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职称材料
基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统参数整定
被引量:
3
4
作者
温韬
夏文韬
+1 位作者
周旭
龙志强
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期506-513,共8页
为了解决由于磁浮列车悬浮系统模型存在复杂非线性所带来的控制器参数整定难题,考虑仅依靠悬浮系统单次悬浮调试的输入输出数据来实现控制器参数整定,研究了基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统快速参数整定方法.首先,通过磁浮列车悬浮系统...
为了解决由于磁浮列车悬浮系统模型存在复杂非线性所带来的控制器参数整定难题,考虑仅依靠悬浮系统单次悬浮调试的输入输出数据来实现控制器参数整定,研究了基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统快速参数整定方法.首先,通过磁浮列车悬浮系统的建模分析了悬浮系统的开环不稳定性和复杂非线性;其次,针对虚拟参考反馈参数整定方法存在的参考模型确定问题,利用估计闭环响应方法来实现数据驱动的控制器参数整定;并且考虑到数据中存在的干扰噪声会影响控制器参数整定,提出了基于信号投影的磁悬浮系统数据噪声抑制方法;最后,以单铁磁悬浮系统为研究对象,通过单铁悬浮实验验证了本文提出的基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统参数整定方法的有效性.研究结果表明:悬浮系统的开环不稳定性和复杂非线性会给参数的快速整定带来较大困难;基于信号投影的噪声抑制方法能够将带噪声数据的方差降低54.1%;基于数据驱动的参数整定方法能够快速地整定好悬浮系统控制器参数,经参数整定后的系统相较于初始条件下只粗调好的PID反馈控制系统的阶跃响应超调量下降72.0%,平方误差积分(ISE)下降79.8%,绝对误差积分(IAE)下降54.5%.
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关键词
悬浮系统
数据驱动
参数
整
定
虚拟
参考
反馈
信号投影
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职称材料
干摩擦阻尼器转子系统无模型自适应振动控制
被引量:
2
5
作者
蒋明宏
祝长生
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期2114-2123,共10页
针对采用主动式干摩擦阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的问题,提出了一种应用虚拟参考反馈整定技术优化初参数的无模型自适应控制策略。利用二维干摩擦动力学模型分析了主动式干摩擦阻尼器转子系统的不平衡响应,设计了与系统响应特...
针对采用主动式干摩擦阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的问题,提出了一种应用虚拟参考反馈整定技术优化初参数的无模型自适应控制策略。利用二维干摩擦动力学模型分析了主动式干摩擦阻尼器转子系统的不平衡响应,设计了与系统响应特性相匹配的振动主动控制策略;采用紧格式的动态线性化模型设计了无模型自适应控制方法;针对算法初参数选取困难的问题,提出了基于虚拟参考反馈整定的控制器初参数选取方法,讨论了离线数据生成参数的选取规则。为验证所提控制策略的有效性,以一主动式干摩擦阻尼器双盘柔性转子系统为例进行了数值仿真。结果表明:所提控制策略仅通过对干摩擦阻尼器进行一次参数离线整定就能够有效地控制转子系统在过临界转速区的振动;在稳态转速下,控制策略可以仅在振动过大时才产生作用,使转子系统的振动保持在安全范围内。
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关键词
振动控制
无模型自适应控制
转子系统
干摩擦阻尼器
虚拟
参考
反馈
整
定
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职称材料
基于数据的PID设计方法比较
被引量:
1
6
作者
杨鑫
《重庆理工大学学报(自然科学)》
CAS
2012年第5期57-61,93,共6页
介绍了基于过程开环输入输出数据的PID控制器设计方法。该方法不需要提前确定过程模型,也不需要通过反复实验来调节控制器参数,将虚拟参考反馈参数整定法设计由离散时间系统扩展到连续时间系统,得到一个频域内的最优化问题。通过最小二...
介绍了基于过程开环输入输出数据的PID控制器设计方法。该方法不需要提前确定过程模型,也不需要通过反复实验来调节控制器参数,将虚拟参考反馈参数整定法设计由离散时间系统扩展到连续时间系统,得到一个频域内的最优化问题。通过最小二乘法求解此优化问题,得出PID控制器参数。由于参考模型在该设计方法中占有重要地位,因此参考模型不能随意选取。为研究参考模型对基于数据的PID控制器设计方法的影响,对同样的过程和输入输出数据,采用2种不同形式的参考模型来设计PID控制器,并对控制器的结果进行分析比较。结果表明,用这2种参考模型设计的控制器具有相似的性能。
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关键词
PID控制器
虚拟参考反馈参数整定法
参考
模型
连续时间系统
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职称材料
在线VRFT数据驱动控制方法及其仿真研究
被引量:
4
7
作者
哀微
朱学峰
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2011年第4期1254-1256,1265,共4页
针对离线算法的不足,提出了一种在线虚拟参考反馈整定(VRFT)数据驱动算法。首先利用滤波器改变了离线算法的时序,得到用于实时运算的有效数据;然后提出了基于带遗忘因子递推最小二乘法的VRFT控制器参数辨识方法,不依赖于对象模型,完全...
针对离线算法的不足,提出了一种在线虚拟参考反馈整定(VRFT)数据驱动算法。首先利用滤波器改变了离线算法的时序,得到用于实时运算的有效数据;然后提出了基于带遗忘因子递推最小二乘法的VRFT控制器参数辨识方法,不依赖于对象模型,完全利用实时数据实现了在线控制器参数整定。仿真结果表明,在对象特性变化较大的情况下,在线VRFT方法优于传统的离线VRFT方法,具有很好的自适应性。
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关键词
虚拟
参考
反馈
整
定
离线
数据驱动
在线
虚拟
参考
反馈
整
定
滤波器
递推最小二乘法
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职称材料
一类输入有约束线性系统的数据驱动PID控制器设计
8
作者
姜宏艳
邢海娜
+1 位作者
王功明
袁德成
《江南大学学报(自然科学版)》
CAS
2013年第5期613-619,共7页
针对一类输入受限的线性系统,提出具有适应输入约束和抗积分饱和性能的数据驱动PID控制器改进设计方法。采用虚拟参考迭代整定法,应用递归最小二乘辨识算法在线计算PID参数。当输入有约束时,计算的控制器输出超过这个限制条件可能导致...
针对一类输入受限的线性系统,提出具有适应输入约束和抗积分饱和性能的数据驱动PID控制器改进设计方法。采用虚拟参考迭代整定法,应用递归最小二乘辨识算法在线计算PID参数。当输入有约束时,计算的控制器输出超过这个限制条件可能导致性能下降甚至出现稳定性问题,同时PID算法中的积分作用也可能出现饱和现象。改进的方法基于输入-输出观测数据和输入约束信息,在PID控制环节后串联一个类似抗积分饱和的环节,适应控制器输出过大需要限定的客观要求。通过控制器结构设计和仿真,演示了改进方法的有效性。
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关键词
输入受限线性系统
虚拟
参考
迭代
整
定法
递归最小二乘
PID控制器
抗积分饱和
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职称材料
题名
虚拟参考反馈校正控制器参数的预测误差辨识
被引量:
4
1
作者
唐小军
王道波
唐得志
李猛
机构
南京航空航天大学自动化学院
出处
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期15-21,共7页
基金
航空科学基金资助项目(20101352015)
文摘
针对未知系统中双控制器的设计问题,采用虚拟参考反馈校正方法,通过最小化由一组观测数据组成的L2范数所构成的代价函数,达到直接设计控制器目的.联合前馈控制器分离出的固定部分和反馈控制器作为滤波器,对原输入/输出关系式进行重参数化,得到标准的预测误差辨识形式,在所得式中,对控制器未知参数矢量采用可分离迭代的非线性最小二乘法进行估算.文中还对算法的收敛性进行了理论分析,并通过仿真验证了所提方法的有效性.
关键词
虚拟
参考
反馈
校正
预测误差辨识
滤波器
重
参数
化
非线性最小二乘法
Keywords
virtual reference feedback tuning
prediction error identification
filter
re-parameterization
nonlinear least square method
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
非线性闭环系统的虚拟参考反馈校正控制设计
被引量:
3
2
作者
王建宏
朱永红
肖绚
唐得志
机构
景德镇陶瓷学院机电学院
南京航空航天大学自动化学院
出处
《电光与控制》
北大核心
2013年第1期23-27,93,共6页
基金
国家自然科学基金(61164014)
江西省科技厅青年科学基金(20122BAB211012)
文摘
针对闭环非线性系统中的控制器为一非线性函数的情况,采用虚拟参考反馈校正控制的设计原理,根据控制器的输入—输出观测数据构造一个基于输出数据的线性仿射函数。通过最小化逼近误差,利用系统辨识的参数估计方法求取线性仿射函数中可调参数权值,从而采用一个含可调参数权值的线性仿射形式来逼近原非线性控制器,通过对参数权值的调整使得逼近误差较小,并给出参数权值的凸优化求解过程。最后用仿真算例验证方法的有效性和可行性。
关键词
非线性闭环系统
虚拟
参考
反馈
校正控制
线性仿射函数
可调
参数
Keywords
nonlinear closed loop
virtual reference feedback tuning control
linear affine function
adjustable weight
分类号
V271.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
虚拟参考反馈校正时变控制的规范设计
3
作者
王建宏
熊朝华
机构
中国电子科技集团公司第二十八研究所
景德镇陶瓷学院机电系
出处
《电光与控制》
北大核心
2014年第8期77-82,共6页
基金
江西省科技厅青年科学基金(20122BAB211012)
江西省教育厅科技项目(GJJ13638)
文摘
为折衷线性控制器和非线性控制器间的差距,采用虚拟参考反馈校正控制策略研究线性时变控制器的设计问题。对于两控制器中未知时变参数矢量的辨识,在原代价函数的基础上通过增加一项关于两未知时变参数矢量的规范项,来约束时变参数矢量的跳变特性。对于未知时变参数矢量的优化过程,采用可分离非线性最小二乘算法重复迭代以得到全局最优解。借助凸优化理论,推导出一个关键规范值,以此值作为规范值合适选取过程中的初始值。最后用仿真算例验证了辨识方法的有效性。
关键词
虚拟
参考
反馈
校正控制
模型匹配
时变
参数
规范系数
迭代辨识算法
Keywords
virtual reference feedback tuning control
model matching
time varying parameters
regularization coefficient
iterative identification algorithm
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统参数整定
被引量:
3
4
作者
温韬
夏文韬
周旭
龙志强
机构
国防科技大学智能科学学院
出处
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期506-513,共8页
基金
国家重点研发计划(2016YFB1200601)。
文摘
为了解决由于磁浮列车悬浮系统模型存在复杂非线性所带来的控制器参数整定难题,考虑仅依靠悬浮系统单次悬浮调试的输入输出数据来实现控制器参数整定,研究了基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统快速参数整定方法.首先,通过磁浮列车悬浮系统的建模分析了悬浮系统的开环不稳定性和复杂非线性;其次,针对虚拟参考反馈参数整定方法存在的参考模型确定问题,利用估计闭环响应方法来实现数据驱动的控制器参数整定;并且考虑到数据中存在的干扰噪声会影响控制器参数整定,提出了基于信号投影的磁悬浮系统数据噪声抑制方法;最后,以单铁磁悬浮系统为研究对象,通过单铁悬浮实验验证了本文提出的基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统参数整定方法的有效性.研究结果表明:悬浮系统的开环不稳定性和复杂非线性会给参数的快速整定带来较大困难;基于信号投影的噪声抑制方法能够将带噪声数据的方差降低54.1%;基于数据驱动的参数整定方法能够快速地整定好悬浮系统控制器参数,经参数整定后的系统相较于初始条件下只粗调好的PID反馈控制系统的阶跃响应超调量下降72.0%,平方误差积分(ISE)下降79.8%,绝对误差积分(IAE)下降54.5%.
关键词
悬浮系统
数据驱动
参数
整
定
虚拟
参考
反馈
信号投影
Keywords
levitation system
data driven
parameter tuning
virtual reference feedback
signal projection
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
干摩擦阻尼器转子系统无模型自适应振动控制
被引量:
2
5
作者
蒋明宏
祝长生
机构
浙江大学电气工程学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期2114-2123,共10页
基金
国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅳ-0005-0073)
国家自然科学基金资助项目(12372059)。
文摘
针对采用主动式干摩擦阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的问题,提出了一种应用虚拟参考反馈整定技术优化初参数的无模型自适应控制策略。利用二维干摩擦动力学模型分析了主动式干摩擦阻尼器转子系统的不平衡响应,设计了与系统响应特性相匹配的振动主动控制策略;采用紧格式的动态线性化模型设计了无模型自适应控制方法;针对算法初参数选取困难的问题,提出了基于虚拟参考反馈整定的控制器初参数选取方法,讨论了离线数据生成参数的选取规则。为验证所提控制策略的有效性,以一主动式干摩擦阻尼器双盘柔性转子系统为例进行了数值仿真。结果表明:所提控制策略仅通过对干摩擦阻尼器进行一次参数离线整定就能够有效地控制转子系统在过临界转速区的振动;在稳态转速下,控制策略可以仅在振动过大时才产生作用,使转子系统的振动保持在安全范围内。
关键词
振动控制
无模型自适应控制
转子系统
干摩擦阻尼器
虚拟
参考
反馈
整
定
Keywords
vibration control
model free adaptive control
rotor system
dry friction damper
virtual reference feedback tuning
分类号
TB535 [理学—声学]
O347.6 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
基于数据的PID设计方法比较
被引量:
1
6
作者
杨鑫
机构
重庆理工大学化学化工学院
出处
《重庆理工大学学报(自然科学)》
CAS
2012年第5期57-61,93,共6页
文摘
介绍了基于过程开环输入输出数据的PID控制器设计方法。该方法不需要提前确定过程模型,也不需要通过反复实验来调节控制器参数,将虚拟参考反馈参数整定法设计由离散时间系统扩展到连续时间系统,得到一个频域内的最优化问题。通过最小二乘法求解此优化问题,得出PID控制器参数。由于参考模型在该设计方法中占有重要地位,因此参考模型不能随意选取。为研究参考模型对基于数据的PID控制器设计方法的影响,对同样的过程和输入输出数据,采用2种不同形式的参考模型来设计PID控制器,并对控制器的结果进行分析比较。结果表明,用这2种参考模型设计的控制器具有相似的性能。
关键词
PID控制器
虚拟参考反馈参数整定法
参考
模型
连续时间系统
Keywords
PID controllers
virtual reference feedback tuning
reference model
continuoustime systems
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
在线VRFT数据驱动控制方法及其仿真研究
被引量:
4
7
作者
哀微
朱学峰
机构
华南理工大学自动化科学与工程学院
出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2011年第4期1254-1256,1265,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(60704012)
广东省佛山市产学研资助项目(2008B1034)
华南理工大学2010SRP项目(x2zdD210627w)
文摘
针对离线算法的不足,提出了一种在线虚拟参考反馈整定(VRFT)数据驱动算法。首先利用滤波器改变了离线算法的时序,得到用于实时运算的有效数据;然后提出了基于带遗忘因子递推最小二乘法的VRFT控制器参数辨识方法,不依赖于对象模型,完全利用实时数据实现了在线控制器参数整定。仿真结果表明,在对象特性变化较大的情况下,在线VRFT方法优于传统的离线VRFT方法,具有很好的自适应性。
关键词
虚拟
参考
反馈
整
定
离线
数据驱动
在线
虚拟
参考
反馈
整
定
滤波器
递推最小二乘法
Keywords
virtual reference feedback tuning(VRFT)
off-line
data-driven
on-line VRFT
filter
recursive least squares method
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
在线阅读
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职称材料
题名
一类输入有约束线性系统的数据驱动PID控制器设计
8
作者
姜宏艳
邢海娜
王功明
袁德成
机构
沈阳化工大学信息工程学院
出处
《江南大学学报(自然科学版)》
CAS
2013年第5期613-619,共7页
文摘
针对一类输入受限的线性系统,提出具有适应输入约束和抗积分饱和性能的数据驱动PID控制器改进设计方法。采用虚拟参考迭代整定法,应用递归最小二乘辨识算法在线计算PID参数。当输入有约束时,计算的控制器输出超过这个限制条件可能导致性能下降甚至出现稳定性问题,同时PID算法中的积分作用也可能出现饱和现象。改进的方法基于输入-输出观测数据和输入约束信息,在PID控制环节后串联一个类似抗积分饱和的环节,适应控制器输出过大需要限定的客观要求。通过控制器结构设计和仿真,演示了改进方法的有效性。
关键词
输入受限线性系统
虚拟
参考
迭代
整
定法
递归最小二乘
PID控制器
抗积分饱和
Keywords
input constrained linear system
FRIT
recursive least squares
PID control
anti-integral saturation
分类号
TP202 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
虚拟参考反馈校正控制器参数的预测误差辨识
唐小军
王道波
唐得志
李猛
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
4
在线阅读
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职称材料
2
非线性闭环系统的虚拟参考反馈校正控制设计
王建宏
朱永红
肖绚
唐得志
《电光与控制》
北大核心
2013
3
在线阅读
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职称材料
3
虚拟参考反馈校正时变控制的规范设计
王建宏
熊朝华
《电光与控制》
北大核心
2014
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统参数整定
温韬
夏文韬
周旭
龙志强
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
干摩擦阻尼器转子系统无模型自适应振动控制
蒋明宏
祝长生
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
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职称材料
6
基于数据的PID设计方法比较
杨鑫
《重庆理工大学学报(自然科学)》
CAS
2012
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
7
在线VRFT数据驱动控制方法及其仿真研究
哀微
朱学峰
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2011
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
8
一类输入有约束线性系统的数据驱动PID控制器设计
姜宏艳
邢海娜
王功明
袁德成
《江南大学学报(自然科学版)》
CAS
2013
0
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职称材料
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