基于非线性最小方差的磁浮列车悬浮系统性能评估

1

作者 王浩 黄翠翠 +1 位作者 丁明强 龙志强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2457-2466,共10页

磁浮列车的商业化运营对安全性的要求极为严苛,其中悬浮系统作为关键核心部件,其控制性能直接影响列车的运行状态,因此,研究悬浮系统的性能评价方法尤为重要。传统的最小方差指标被广泛用于控制回路性能的量化,但其通常假设系统为线性模... 磁浮列车的商业化运营对安全性的要求极为严苛,其中悬浮系统作为关键核心部件,其控制性能直接影响列车的运行状态,因此,研究悬浮系统的性能评价方法尤为重要。传统的最小方差指标被广泛用于控制回路性能的量化,但其通常假设系统为线性模型,忽略了实际系统的非线性特性。事实上,磁浮列车悬浮系统是具有显著非线性特征的开环不稳定系统,在性能评价中忽视这些非线性因素可能导致性能估计偏差。为此,提出一种基于Wiener模型的非线性最小方差指标,用于磁浮列车悬浮系统的控制性能评价。该方法首先利用Wiener模型描述悬浮系统的非线性过程,并推导出基于反馈不变量的非线性最小方差指标及其计算方法。通过建立单点悬浮系统非线性模型,在不同控制器参数和扰动条件下进行仿真分析,验证该指标对控制器性能和随机扰动的评价效果。此外,基于湖南凤凰磁浮线路实车运行数据,开展悬浮系统控制性能评价实验,并对比不同时段的线性最小方差指标与误差积分指标,验证了该方法在实际应用中的有效性。 展开更多

关键词 悬浮系统 控制性能评估 反馈不变量 非线性最小方差 WIENER模型

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风扰影响下的无人机非线性广义最小方差跟踪控制 被引量：2

2

作者 庞岩 王玉桃 夏浩 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1155-1161,共7页

本文以鱼鹰型固定翼无人机为研究对象,基于非线性广义最小方差(nonlinear generalized minimum variance,NGMV)最优控制理论,研究了受到非线性阵风干扰影响下的无人机跟踪控制问题.首先对鱼鹰型无人机动力学模型解耦,在解耦后的横向和... 本文以鱼鹰型固定翼无人机为研究对象,基于非线性广义最小方差(nonlinear generalized minimum variance,NGMV)最优控制理论,研究了受到非线性阵风干扰影响下的无人机跟踪控制问题.首先对鱼鹰型无人机动力学模型解耦,在解耦后的横向和纵向模型上分别实现跟踪控制;然后针对阵风非线性模型的特定形式,根据NGMV理论设计了增维的非线性广义最小方差控制器,使得模型充分考虑了阵风干扰的特性.所设计的NGMV最优控制器的主要优势在于它能处理带有干扰和时滞环节的非线性系统.多组阵风扰动的仿真试验结果表明,非线性广义最小方差最优控制器具有跟踪性和收敛性. 展开更多

关键词 无人机 非线性系统 非线性阵风干扰 非线性广义最小方差控制

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基于多模型的非线性系统自适应最小方差控制 被引量：15

3

作者 孙维 李晓理 王伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期639-643,共5页

对于一类典型的离散时间非线性系统 ,提出了一种基于多模型的自适应最小方差控制方法 .通过在平衡点附近建立线性模型 ,用径向基函数神经元网络来补偿建模误差和未建模动态 ,形成了非线性系统的多模型表示 .采用了具有积分性质的切换指... 对于一类典型的离散时间非线性系统 ,提出了一种基于多模型的自适应最小方差控制方法 .通过在平衡点附近建立线性模型 ,用径向基函数神经元网络来补偿建模误差和未建模动态 ,形成了非线性系统的多模型表示 .采用了具有积分性质的切换指标函数作为切换法则和最小方差的控制方法构成了多模型自适应控制器 .仿真实验的结果表明了这种方法的有效性 . 展开更多

关键词 非线性系统 自适应最小方差控制 多模型 径向基函数神经元网络

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基于变神经网络的非线性最小方差预测控制器 被引量：3

4

作者 沈清波 于德泳 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期81-83,共3页

提出基于变神经网络学习动态系统参数的最小方差预测控制器。其目的是通过在线学习 ,使控制器(MVPC)能适应被控对象参数变化和非确定性。提出的变神经网络由两部分组成 ,一部分是线性神经网络 (LNN) ,作为被控对象局部线性动态模型 ,另... 提出基于变神经网络学习动态系统参数的最小方差预测控制器。其目的是通过在线学习 ,使控制器(MVPC)能适应被控对象参数变化和非确定性。提出的变神经网络由两部分组成 ,一部分是线性神经网络 (LNN) ,作为被控对象局部线性动态模型 ,另一部分是多层交叉回归神经网络 (DRNN) ,它近似为非线性动态模型。由于引进递推最小方差算法 ,本控制器运算速度相当快。 展开更多

关键词 变神经网络 最小方差预测 非线性系统 控制器

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一类线性时变多变量系统的广义最小方差控制和性能评价 被引量：1

5

作者 张彤 王庆林 张子迎 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第13期3521-3524,3528,共5页

针对一类具有可确定"时滞"的线性时变多变量控制系统的性能评价方法进行研究。利用特别定义的关联矩阵和正常相乘的方法,计算出LTV MIMO过程广义最小方差控制律的解析解,并由此获得了广义最小方差基准。为避免估计关联矩阵所... 针对一类具有可确定"时滞"的线性时变多变量控制系统的性能评价方法进行研究。利用特别定义的关联矩阵和正常相乘的方法,计算出LTV MIMO过程广义最小方差控制律的解析解,并由此获得了广义最小方差基准。为避免估计关联矩阵所带来的困难,利用过程数据和关联矩阵阶数建立了LTV MIMO GMV基准上界。理论和仿真研究表明,上述方法能够正确和有效地评价LTV MIMO系统。 展开更多

关键词 性能评价 广义最小方差基准 关联矩阵 线性时变 多变量控制系统

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广义最小方差自校正控制在某型无人机中的应用 被引量：4

6

作者 丁达理 解增辉 +1 位作者 黄长强 李冠军 《电光与控制》 北大核心 2009年第2期45-47,55,共4页

某型无人机主要用于典型空中目标的模拟飞行,需要严格稳定可靠的自主飞行控制,无人机在整个飞行包线中呈现非线性、时变特性,由此在建立其纵向运动数学模型的基础上,设计了无人机的纵向姿态广义最小方差自校正控制器。仿真结果表明,系... 某型无人机主要用于典型空中目标的模拟飞行,需要严格稳定可靠的自主飞行控制,无人机在整个飞行包线中呈现非线性、时变特性,由此在建立其纵向运动数学模型的基础上,设计了无人机的纵向姿态广义最小方差自校正控制器。仿真结果表明,系统具有较强的跟踪能力、抗干扰能力以及抗过程参数变化能力,比常规PID控制系统具有更好的飞行控制性能。 展开更多

关键词 无人机 纵向运动 广义最小方差 自校正控制

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超磁致伸缩致动器的广义最小方差-模糊PID控制方法 被引量：4

7

作者 李欣欣 王文 +1 位作者 陈戬恒 陈子辰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期642-650,共9页

为了克服超磁致伸缩致动器用于精密驱动定位时磁滞现象所带来的影响,在进行磁滞补偿的前提下,研究了自校正PID控制原理,建立了基于广义最小方差原理(GMV)及模糊(Fuzzy)规则的广义最小方差-模糊PID(GMV-FuzzyPID)控制方法。介绍了广义最... 为了克服超磁致伸缩致动器用于精密驱动定位时磁滞现象所带来的影响,在进行磁滞补偿的前提下,研究了自校正PID控制原理,建立了基于广义最小方差原理(GMV)及模糊(Fuzzy)规则的广义最小方差-模糊PID(GMV-FuzzyPID)控制方法。介绍了广义最小方差原理的主要思想,并由此推导出PID参数与被控对象参数的关系。在上述关系的基础上,建立了以误差与误差变化量为输入,待定参数k为输出的模糊规则。最后,根据在线估计的被控对象参数及GMV-Fuzzy PID的输出,在线调整PID参数,实现磁滞补偿后对致动器的控制。实验结果表明:采用GMV-Fuzzy PID控制器,每次运算时间比采用Fuzzy PID控制器缩短了0.015 4 s,跟踪误差均方差相差0.036μm。该方法能有效消除被控对象由于扰动带来的影响并缩短运算时间,在一些实时性及控制精度要求较高的精密加工场合,有良好的应用价值。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 广义最小方差 模糊控制 PID控制

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一类非线性广义系统的状态反馈控制 被引量：1

8

作者 杨光 张庆灵 郭立新 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1236-1239,1244,共5页

针对状态空间为非最小相位的非线性广义系统的控制问题,首先利用算法求得非线性广义系统的状态空间实现,构建一个等价于原输出函数的综合输出函数,由此可任意配置非线性广义系统的状态空间实现的传输零点,使该状态空间实现为最小相位的... 针对状态空间为非最小相位的非线性广义系统的控制问题,首先利用算法求得非线性广义系统的状态空间实现,构建一个等价于原输出函数的综合输出函数,由此可任意配置非线性广义系统的状态空间实现的传输零点,使该状态空间实现为最小相位的;再对所得到的最小相位系统实施状态反馈控制,实现对非线性广义系统的状态反馈控制.并将此法应用到Logistic增长的SIR传染病模型上,以达到最终消除该传染病的目的.仿真结果表明所提方法可行有效. 展开更多

关键词 非线性广义系统 状态反馈控制 非最小相位 零点配置 Logistic增长的SIR模型

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模型参考的广义最小方差鲁棒自校正控制器及其应用 被引量：1

9

作者 高元楼 谢克明 +1 位作者 林廷圻 陈玉成 《太原理工大学学报》 CAS 1999年第1期15-18,21,共5页

本文提出一种具有参考模型的广义最小方差鲁棒自校正控制算法。采用鲁棒的估计器和改进加权因子的选择方法改善自校正控制的鲁棒性，通过选择参考模型确定系统的希望响应特性。对具有大间隙、摩擦、饱和、弹性、死区、滞后等固有本质非... 本文提出一种具有参考模型的广义最小方差鲁棒自校正控制算法。采用鲁棒的估计器和改进加权因子的选择方法改善自校正控制的鲁棒性，通过选择参考模型确定系统的希望响应特性。对具有大间隙、摩擦、饱和、弹性、死区、滞后等固有本质非线性因素的大功率伺服系统进行实验研究，结果表明，由该算法构成的控制系统具有良好的动态响应、良好的鲁棒性和高的控制精度，可以广泛应用于地炮、火箭炮等要求高精度快速定位的系统中。 展开更多

关键词 模型参考 广义最小方差 鲁棒性 自校正控制器

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应用在线整定广义最小方差多项式权值的测头控制方法

10

作者 邵伟 郭俊杰 周阿维 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期100-103,114,共5页

在曲面工件的高精度、高效率自动扫描测量过程中,为了提高测头自动跟踪扫瞄控制的精度和平稳性,提出了基于在线整定多项式权值的广义最小方差(OSPW_GMV)控制方法.该方法的主要思想是根据在线估计的被控对象参数及OSPW_GMV的输出,在线调... 在曲面工件的高精度、高效率自动扫描测量过程中,为了提高测头自动跟踪扫瞄控制的精度和平稳性,提出了基于在线整定多项式权值的广义最小方差(OSPW_GMV)控制方法.该方法的主要思想是根据在线估计的被控对象参数及OSPW_GMV的输出,在线调整多项式的权值,实现测头自动跟踪扫瞄的控制.实验结果证明,使用具有高跟踪精度和强鲁棒性的OSPW_GMV控制器,可使测头跟踪过程的误差小于0.1mm的跟踪要求,且每次运算时间与广义最小方差控制器相差不大,因此该控制方法在一些实时性及控制精度要求较高的精密检测场合,有较好的应用价值. 展开更多

关键词 扫描测量 广义最小方差控制 在线整定 多项式权值

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一种基于广义最小方差自校正PID的导弹时变模型控制律设计

11

作者 徐欣中 雷虎民 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期25-28,共4页

针对传统PID控制难以保证导弹在大空域飞行中保持良好动态性能的问题,提出一种基于广义最小方差自校正控制律的PID控制算法(GMVST-PID)。该算法在递推估计被控对象参数的基础上,将自校正思想用于PID控制参数的实时在线自整定,提高了导... 针对传统PID控制难以保证导弹在大空域飞行中保持良好动态性能的问题,提出一种基于广义最小方差自校正控制律的PID控制算法(GMVST-PID)。该算法在递推估计被控对象参数的基础上,将自校正思想用于PID控制参数的实时在线自整定,提高了导弹时变模型控制系统的稳定性、适应性和鲁棒性。仿真结果表明,GMVST-PID控制器具有较强的抗干扰能力和快速的响应能力。 展开更多

关键词 广义最小方差 PID控制 自校正 防空导弹

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二维系统的广义最小方差自校正控制器

12

作者 梁军 《浙江大学学报（自然科学版）》 CSCD 1996年第1期70-76,共7页

本文推广了Ｃａｌｄａｓ－Ｐｉｎｔｏ的工作［１］，用与文献［１］不同的方法把二维（２Ｄ）系统的自校正控制算法扩展到其广义形式，从而能处理逆不稳定的非最小相位对象．仿真结果证明了算法的有效性．

关键词 广义自校正控制 最小方差控制律 二维系统

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极点配置广义最小方差控制器

13

作者 谢文翘 《哈尔滨电工学院学报》 CSCD 1995年第1期86-91,共6页

本文对多变量系统给出了一种具有极点配置的广义最小方差控制器。它能够消除稳态偏差且有扰可测干扰能力，可在线亦可离线配置闭环极点，可用于非最小相位系统的控制。

关键词 广义最小方差 极点配置 控制器

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基于精校机的广义最小方差的极点配置控制器的仿真与应用 被引量：1

14

作者 贾广辉 柯尊忠 《组合机床与自动化加工技术》 2008年第3期46-48,共3页

广义最小方差自校正控制器适用于过程模型已知,但参数缓慢变化且具有外干扰的随机系统。这种控制器具有算法简单,用一台微型计算机就可以实现的特点,因此具有实用价值。文章通过增加加权项和对系统极点位置进行配置的方法,对广义最小方... 广义最小方差自校正控制器适用于过程模型已知,但参数缓慢变化且具有外干扰的随机系统。这种控制器具有算法简单,用一台微型计算机就可以实现的特点,因此具有实用价值。文章通过增加加权项和对系统极点位置进行配置的方法,对广义最小方差自校正控制器进行了改进,研究出性能优异的控制策略,最后将其应用于校直机电液伺服控制系统。仿真表明,该方法能够满足精校机电液位置伺服系统高精度、快响应的要求。 展开更多

关键词 广义最小方差 自校正控制 极点配置 电液位置伺服系统

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一种用于ASM测试的改进RLS广义最小方差自适应控制 被引量：2

15

作者 李恒宾 刘平 +2 位作者 任庆平 熊建国 侯彦羽 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第3期171-173,共3页

分析了稳态工况法排放测试中加速段的控制特点,建立了ASM控制的CARMAX模型,基于这一模型,提出了一种基于改进RLS的广义最小方差自适应控制方法,针对此算法分析了其优点,并进行了相应的控制器设计。以ASM两个工况的加速段的控制为对象,... 分析了稳态工况法排放测试中加速段的控制特点,建立了ASM控制的CARMAX模型,基于这一模型,提出了一种基于改进RLS的广义最小方差自适应控制方法,针对此算法分析了其优点,并进行了相应的控制器设计。以ASM两个工况的加速段的控制为对象,采用该方法进行了仿真。作为对比,同时采用了传统的PID控制进行对比研究。结果表明,两个不同工况下采用不同加载突变,该方法都能快速适应相应的变化,使系统的操作变得容易,从而显示了该方法具有实际应用价值。 展开更多

关键词 ASM 最小二乘法 广义最小方差 自校正控制、

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广义最小方差控制在船舶转向控制系统中的应用 被引量：1

16

作者 黄庆波 龙望 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第2期40-42,共3页

近年来,在水上航运业的刺激下,船舶的数量不断增加,船舶制造逐渐向着高速化、高承载量方向发展。一方面,船舶的速度与载重不断增加,提高了商品运输的效率;另一方面,大质量、高速化船舶使海上交通更加拥挤,航行事故不断发生。针对这一问... 近年来,在水上航运业的刺激下,船舶的数量不断增加,船舶制造逐渐向着高速化、高承载量方向发展。一方面,船舶的速度与载重不断增加,提高了商品运输的效率;另一方面,大质量、高速化船舶使海上交通更加拥挤,航行事故不断发生。针对这一问题,本文对船舶的转向控制系统进行深入研究,重点介绍了一种广义最小方差控制理论,并将其应用于船舶的转向控制过程,不仅提高了船舶转向控制的精度,还缩短了船舶转向控制的响应时间,具有非常广阔的应用前景。 展开更多

关键词 转向控制 广义最小方差控制 精度

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水轮发电机组改进型非线性广义预测控制器设计 被引量：2

17

作者 鄢波 李超顺 +3 位作者 吴道平 侯进皎 赖昕杰 何均 《水电能源科学》 北大核心 2020年第10期140-144,共5页

为提高水轮发电机组调速器的鲁棒性和稳定性,设计了一种基于瞬时线性化模型的水轮发电机组改进型非线性广义预测控制器(JNGPC)。为了使初始状态的建模误差最小,依据机组历史运行数据,采用遗忘因子递推增广最小二乘法辨识控制系统的初始... 为提高水轮发电机组调速器的鲁棒性和稳定性,设计了一种基于瞬时线性化模型的水轮发电机组改进型非线性广义预测控制器(JNGPC)。为了使初始状态的建模误差最小,依据机组历史运行数据,采用遗忘因子递推增广最小二乘法辨识控制系统的初始参数。在此基础上,引入一种改进广义预测控制算法,并对控制系统在每个采样时刻进行瞬时线性化,设计了一种基于控制系统CARIMA模型瞬时线性化的改进的非线性广义预测控制器。以我国某水电站为试验对象,对水轮发电机组调节系统不同水头下开机启动进行仿真试验,并与PID、FOPID、GPC控制器进行比较。结果表明,与PID、FOPID控制器相比,所设计的JNGPC能有效抑制开机启动工况下的转速振荡,具有更强的鲁棒性和稳定性;与GPC控制器相比,JNGPC具有更高的计算效率,更符合工业现场实时性要求。 展开更多

关键词 水轮发电机组调节系统 非线性广义预测控制器 遗忘因子递推增广最小二乘参数辨识 过渡过程

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基于广义最小方差基准的系统控制器设计

18

作者 郭建文 杜文莉 钱锋 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期319-324,355,共7页

由控制系统性能评估中一种重要的评估方法———广义最小方差(GMV)引出基于GMV基准的系统控制器设计理论。该方法综合了系统误差信号与控制信号,既考虑了系统回路输出与参考信号的吻合程度,又考虑了控制作用的平稳性。误差权与控制权的... 由控制系统性能评估中一种重要的评估方法———广义最小方差(GMV)引出基于GMV基准的系统控制器设计理论。该方法综合了系统误差信号与控制信号,既考虑了系统回路输出与参考信号的吻合程度,又考虑了控制作用的平稳性。误差权与控制权的合理设置是降低系统跟踪误差和确保系统稳定性的关键,文中详细阐述了两权的设置方法。通过仿真实例,依次有效验证了该方法在单回路系统、传统串级系统和并行串级系统中的运用,并与传统的PID控制律作了对比分析,验证了本文方法的优越性。 展开更多

关键词 广义最小方差(GMV) 控制器设计 仿真分析

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数据驱动的广义最小方差控制器设计

19

作者 陈飞 王志国 刘飞 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第10期1863-1869,共7页

针对广义最小方差控制器的实际应用严重依赖过程模型,提出一种数据驱动的广义最小方差控制器设计方法。首先,在一个通用结构下定义用于数据驱动的控制器设计准则函数,并通过梯度实验求得广义输出信号的梯度值。然后,采用高斯-牛顿算法... 针对广义最小方差控制器的实际应用严重依赖过程模型,提出一种数据驱动的广义最小方差控制器设计方法。首先,在一个通用结构下定义用于数据驱动的控制器设计准则函数,并通过梯度实验求得广义输出信号的梯度值。然后,采用高斯-牛顿算法对控制器参数进行迭代寻优,得到广义最小方差性能指标下的最优控制器参数,从而实现数据驱动的广义最小方差控制器设计。最后,以连续搅拌釜式加热器中的温度控制回路为控制对象进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 数据驱动控制 广义最小方差控制 高斯-牛顿算法 梯度实验

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改进多变量广义最小方差解耦控制方法及应用

20

作者 刘进进 周平 李明杰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期375-381,共7页

针对现有多变量广义最小方差解耦控制方法不能直接抑制有界可测干扰的问题,以及另加前馈控制器带来的结构复杂且成本增加的难题,提出一种改进的多变量广义最小方差解耦控制方法。所提方法通过在加权多项式矩阵和丢番图方程中的多项式矩... 针对现有多变量广义最小方差解耦控制方法不能直接抑制有界可测干扰的问题,以及另加前馈控制器带来的结构复杂且成本增加的难题,提出一种改进的多变量广义最小方差解耦控制方法。所提方法通过在加权多项式矩阵和丢番图方程中的多项式矩阵同时引入积分项,用于直接抑制工业过程中有界可测干扰对系统的影响,从而消除稳态误差,提高控制精度。数值仿真以及在双容水箱液位控制半实物仿真平台的实验验证表明了所提方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 多变量广义最小方差解耦控制 液位控制 有界可测干扰 半实物仿真实验

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