基于自适应观测器和线性二次型调节器的高性能伺服系统谐振抑制 被引量：10

1

作者 赵寿华 毛永乐 +1 位作者 许翠翠 陈阳生 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期108-117,共10页

由于机械传动装置的限制,高性能伺服系统在高速正反转和快速定位等动态控制过程中容易发生机械谐振。采用考虑传动装置弹性的电机-负载双惯量机械模型,研究伺服系统的机械谐振抑制技术。以电机转速作为系统广义输出,建立基于双惯量机械... 由于机械传动装置的限制,高性能伺服系统在高速正反转和快速定位等动态控制过程中容易发生机械谐振。采用考虑传动装置弹性的电机-负载双惯量机械模型,研究伺服系统的机械谐振抑制技术。以电机转速作为系统广义输出,建立基于双惯量机械模型的参考自适应观测器,实现负载惯量、负载转速和扭力矩的估计。基于观测器的估计状态和参数,设计速度环线性二次型调节器(LQR)来抑制双惯量系统中的机械谐振。为了验证观测器和LQR的有效性,利用Matlab/Simulink进行仿真研究,并在基于TMS320F28335DSP的平台上进行相关实验验证。仿真和实验表明自适应观测器能够较为精确地估计系统的参数和状态,同时也表明基于LQR的状态反馈控制能够有效地抑制传动系统中的机械谐振。 展开更多

关键词 高性能伺服 机械谐振抑制 双惯量系统 自适应观测器 在线线性二次型调节器

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考虑饱和运行时永磁同步伺服系统速度调节器的设计与调整 被引量：3

2

作者 陈荣 邓智泉 严仰光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期24-29,共6页

按经典控制理论设计的速度调节器与实际调试结果差距大,阶跃时,速度调节器会出现饱和,为此,借助于线性二次型状态反馈,实现伺服系统速度调节器的设计。速度调节器饱和时,采用棒?棒控制实现响应时间最小化。为保证动态过程中系统速度调... 按经典控制理论设计的速度调节器与实际调试结果差距大,阶跃时,速度调节器会出现饱和,为此,借助于线性二次型状态反馈,实现伺服系统速度调节器的设计。速度调节器饱和时,采用棒?棒控制实现响应时间最小化。为保证动态过程中系统速度调节器的平稳过渡,合理选择调节器的转换阀值,并将速度微分反馈引入速度调节,保证在不影响系统响应快速性的前提下抑制超调与振荡。全状态反馈控制所引入的微分控制,可以预见系统响应趋势,它的引入可以有效地抑制速度响应超调。数字仿真和实验证实了分析与设计的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步伺服系统 线性二次型状态反馈 调节器饱和 BANG-BANG控制 调整

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一类不确定线性时变时滞系统的鲁棒H∞控制 被引量：12

3

作者 屈百达 张玉军 廖建庆 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第1期91-96,共6页

主要研究一类同时具有时变状态时滞和控制时滞不确定线性系统的鲁棒H∞控制。通过构造带有时滞上下界信息的Lyapunov-Krasovskii函数,在估计其导数上界时把时变时滞和它的上下界之间的关系考虑进去,结合一种由引入自由权矩阵的Park不等... 主要研究一类同时具有时变状态时滞和控制时滞不确定线性系统的鲁棒H∞控制。通过构造带有时滞上下界信息的Lyapunov-Krasovskii函数,在估计其导数上界时把时变时滞和它的上下界之间的关系考虑进去,结合一种由引入自由权矩阵的Park不等式导出了新的二次型积分不等式的方法,得到了一类自治系统的时滞依赖条件并在此基础上设计了H∞控制器。最后用数值算例表明了该时滞系统与状态反馈律所组成的闭环系统具有较好的H∞性能和较低的保守性。 展开更多

关键词 不确定时变时滞系统 鲁棒H∞控制器 二次型积分不等式 线性矩阵不等式

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基于参数不确定的主动前轮转向鲁棒性控制 被引量：8

4

作者 陈德玲 殷承良 张建武 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1329-1333,共5页

设计了一种主动前轮转向的鲁棒性控制.考虑外部干扰和系统的不确定性,采用鲁棒线性二次型调节器(RLQR)对车辆稳定性进行优化控制,提高系统鲁棒性.多种情况下的非线性仿真结果表明,所设计的主动前轮转向鲁棒控制具有较好的控制特性,并能... 设计了一种主动前轮转向的鲁棒性控制.考虑外部干扰和系统的不确定性,采用鲁棒线性二次型调节器(RLQR)对车辆稳定性进行优化控制,提高系统鲁棒性.多种情况下的非线性仿真结果表明,所设计的主动前轮转向鲁棒控制具有较好的控制特性,并能有效提高车辆的稳定性. 展开更多

关键词 主动前轮转向 鲁棒线性二次型调节器 横摆角速度 侧偏角

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基于伺服模型的受电弓LQR控制 被引量：6

5

作者 时光 陈忠华 +2 位作者 刘健辰 赵春雨 姜国强 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第7期1120-1126,共7页

受电弓滑板与接触网导线间的接触力是衡量弓网系统受流质量的重要指标,为减小弓网接触力波动,针对弓网归算质量模型,建立弓网接触力的伺服控制模型,基于此,设计弓网接触力的线性二次型调节器。固定控制量加权矩阵,通过分析误差加权矩阵... 受电弓滑板与接触网导线间的接触力是衡量弓网系统受流质量的重要指标,为减小弓网接触力波动,针对弓网归算质量模型,建立弓网接触力的伺服控制模型,基于此,设计弓网接触力的线性二次型调节器。固定控制量加权矩阵,通过分析误差加权矩阵与接触力波动方差的关系得到合适的误差惩罚矩阵。为减小在线计算量,基于线性矩阵不等式采用增益规划法在多个操作时间点上得到定常的反馈增益矩阵并存储用于实时调用。仿真对比结果表明,基于伺服模型的受电弓线性二次型最优调节器能有效减小弓网接触力波动,改善弓网受流质量。 展开更多

关键词 接触力波动 伺服模型 线性二次型调节器 增益规划 线性矩阵不等式

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机器人机械臂的鲁棒最优控制 被引量：5

6

作者 周景雷 张维海 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第8期168-170,173,共4页

基于拉格朗日方程,把多关节机器人机械臂动力学模型转化成一线性状态方程。然后,针对此线性状态方程,通过解一线性二次型优化问题,得到鲁棒最优控制律,保证了关节变量全局渐近收敛。最后,以两关节机器人为例,仿真结果表明所设计的控制... 基于拉格朗日方程,把多关节机器人机械臂动力学模型转化成一线性状态方程。然后,针对此线性状态方程,通过解一线性二次型优化问题,得到鲁棒最优控制律,保证了关节变量全局渐近收敛。最后,以两关节机器人为例,仿真结果表明所设计的控制律的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 机器人 鲁棒最优控制 线性二次型优化 代数里卡蒂方程

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一类不确定性鲁棒LQR的奇异值特性分析 被引量：1

7

作者 顾生杰 田铭兴 王果 《控制工程》 CSCD 北大核心 2012年第4期709-711,共3页

针对系统矩阵存在的范数有界不确定性,基于一种鲁棒线性二次调节器(LinearQuadratic Regulators,LQR)的设计,利用其鲁棒回差方程,详细推导了这种鲁棒LQR灵敏度函数的奇异值最大值与规范LQR灵敏度函数的奇异值最大值之间的关系,证明这种... 针对系统矩阵存在的范数有界不确定性,基于一种鲁棒线性二次调节器(LinearQuadratic Regulators,LQR)的设计,利用其鲁棒回差方程,详细推导了这种鲁棒LQR灵敏度函数的奇异值最大值与规范LQR灵敏度函数的奇异值最大值之间的关系,证明这种鲁棒LQR相对于规范LQR具有较小的灵敏度函数的最大奇异值,灵敏度函数的奇异值特性分析说明这种鲁棒LQR设计相对规范LQR有较好的控制性能。表明灵敏度函数的奇异值特性分析,是一种有效的控制系统性能分析方法。 展开更多

关键词 线性二次调节器 不确定性 鲁棒回差方程 灵敏度函数 奇异值

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基于LMI的鲁棒H_∞控制建筑结构振动

8

作者 李志军 王社良 《噪声与振动控制》 CSCD 2013年第2期112-116,共5页

针对多层框架结构系统,提出一种基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,LMI)的鲁棒H∞控制方法。为了使控制方法能相对简单,便用工程应用,将工程中常用的二次型性能指标结合于鲁棒H∞控制系统的分析中,并应用线性矩阵不等式减... 针对多层框架结构系统,提出一种基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,LMI)的鲁棒H∞控制方法。为了使控制方法能相对简单,便用工程应用,将工程中常用的二次型性能指标结合于鲁棒H∞控制系统的分析中,并应用线性矩阵不等式减小求解的复杂度。以一个三层框架结构模型为例进行了仿真,并与传统H∞控制方法进行对比,仿真结果初步表明该方法在保证较好控制效果的条件下具有更强鲁棒性。 展开更多

关键词 振动与波 H∞控制 鲁棒 线性矩阵不等式 二次型性能指标 建筑结构

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四旋翼飞行器鲁棒自适应姿态控制器设计 被引量：4

9

作者 堵湘君 曹东 李春涛 《兵工自动化》 2018年第8期41-47,共7页

为实现四旋翼飞行器姿态的稳定控制,针对该系统的非线性、易受外界干扰和参数摄动影响等问题,提出一种鲁棒自适应控制方法。首先通过分析四旋翼飞行器的工作原理,建立了动力学模型;其次在线性化飞行器模型的基础上,设计了基于最优二次... 为实现四旋翼飞行器姿态的稳定控制,针对该系统的非线性、易受外界干扰和参数摄动影响等问题,提出一种鲁棒自适应控制方法。首先通过分析四旋翼飞行器的工作原理,建立了动力学模型;其次在线性化飞行器模型的基础上,设计了基于最优二次型鲁棒伺服控制方法的姿态控制器;然后应用模型参考自适应控制方法设计了自适应补偿器消除系统不确定性的影响;最后对加入了鲁棒自适应控制的飞行器进行仿真。仿真结果表明:该控制器具有稳定精确的指令跟踪性能和强鲁棒性,能够在复杂环境下实现稳定良好的姿态控制。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 动力学模型 最优二次型鲁棒伺服 模型参考自适应

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多谐振最优伺服控制器在中频电源中的应用 被引量：5

10

作者 张银锋 聂子玲 +2 位作者 赵治华 李华玉 李长乐 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期174-183,共10页

针对标准线性二次型调节器(LQR)不能无静差跟踪参考以及比例谐振(PR)控制器带非线性负载时输出电压总谐波畸变率过高的问题,提出一种多谐振最优伺服控制算法并应用到中频电源设计中。该方法能够实现闭环系统稳定和渐进跟踪,同时还具有... 针对标准线性二次型调节器(LQR)不能无静差跟踪参考以及比例谐振(PR)控制器带非线性负载时输出电压总谐波畸变率过高的问题,提出一种多谐振最优伺服控制算法并应用到中频电源设计中。该方法能够实现闭环系统稳定和渐进跟踪,同时还具有动态响应快、抑制谐波能力强的优点。建立中频电源系统模型,并对最优控制和多谐振伺服控制进行理论分析,通过系统矩阵维数增广的方法将最优跟踪问题转化为最优调节问题,利用Matlab软件的lqr函数求解出状态反馈增益矩阵。通过仿真软件和实验样机对整个系统进行了仿真和实验验证,结果表明:所设计的控制器使闭环系统具有良好的稳态性能和动态性能,稳态电压稳定在114.8~115.2V,动态响应恢复时间在10ms以内,对非线性负载具有较强的谐波抑制能力,输出电压总谐波远少于PR控制和鲁棒控制等方法。 展开更多

关键词 中频电源 伺服控制 线性二次型调节器控制 多谐振 谐波抑制

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考虑延时网络攻击的源网互动有源配电系统安全频率控制方法

11

作者 张磐 杨挺 +2 位作者 岳洋 秦磊 吴磊 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第11期1155-1163,共9页

延时网络攻击通过抢占有限的通信带宽造成正常数据包传输延时的显著增大或连续丢包,进而导致调频控制性能下降,甚至诱发系统频率振荡或稳定性丧失.针对有源配电系统二次控制过程中延时网络攻击产生的影响,提出一种基于自适应延时补偿器... 延时网络攻击通过抢占有限的通信带宽造成正常数据包传输延时的显著增大或连续丢包,进而导致调频控制性能下降,甚至诱发系统频率振荡或稳定性丧失.针对有源配电系统二次控制过程中延时网络攻击产生的影响,提出一种基于自适应延时补偿器与鲁棒线性二次调节器(LQR)的最优频率控制方法.首先,建立虚拟同步机控制下的电池储能和风电机组主动频率控制小信号模型,分析网络延时对风储协同调频系统动态特性的影响机理.其次,设计了一种鲁棒LQR控制器抑制光伏发电的不确定性与负荷扰动对频率造成的影响,提高系统对复杂运行条件的适应能力.在此基础上,结合自适应延时补偿机制,实时识别并动态调整由网络攻击引起的延时参数进一步改善系统的调频性能.为验证所提策略的稳定性,采用Lyapunov-Krasovskii方法进行了严格的理论推导,并结合线性矩阵不等式进行控制器参数优化.最后,在MATLAB/Simulink环境下构建了仿真模型,采用不同负荷扰动和延时攻击场景,对比分析本文方法与传统控制方法的动态调节性能.结果表明,所提出的方法在不同程度的网络攻击下均能显著降低频率偏差,提高系统动态响应速度,并确保系统的渐近稳定性,相比于传统方法表现出更强的抗干扰能力和适应性,为解决复杂网络攻击环境下的调频问题提供了理论依据与技术支撑. 展开更多

关键词 频率控制 鲁棒线性二次调节器 电池储能 延时网络攻击

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基于LQR的剪切—闪光对焊机位置伺服控制建模与仿真 被引量：1

12

作者 王宏文 李扬 +1 位作者 冀海亮 王永伟 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期41-44,共4页

分析了剪切—闪光对焊的工艺过程及各阶段的作用,指出保证焊接质量的关键因素是在保证焊接电压的前提下使待焊工件按给定的位移曲线s=kt2运动,建立了液压伺服控制系统的数学模型,并对线性二次型控制的基本原理进行了详细的阐述,利用AMES... 分析了剪切—闪光对焊的工艺过程及各阶段的作用,指出保证焊接质量的关键因素是在保证焊接电压的前提下使待焊工件按给定的位移曲线s=kt2运动,建立了液压伺服控制系统的数学模型,并对线性二次型控制的基本原理进行了详细的阐述,利用AMES im建模与仿真软件对液压伺服控制系统进行了分别采用LQR控制与PID控制的仿真对比试验.结果表明,将LQR算法用于"剪切—闪光对焊"中,位置跟踪误差是传统PID控制器的六分之一,更能满足"剪切—闪光对焊"工艺对位置伺服系统的要求. 展开更多

关键词 线性二次型调节器控制 位置伺服控制 建模环境工程系统仿真软件

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风扰动下的飞翼无人机静态投影控制 被引量：7

13

作者 朱熠 陈欣 +1 位作者 李春涛 杨艺 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1237-1246,共10页

根据飞翼无人机特殊外形布局、气动性能及控制品质要求,在风扰动存在情况下,针对系统纵向俯仰通道和横侧向滚转通道,设计了基于鲁棒最优理论的静态投影控制器。分析了投影控制方法的一般原理,建立了飞行控制系统的鲁棒伺服模型,应用最... 根据飞翼无人机特殊外形布局、气动性能及控制品质要求,在风扰动存在情况下,针对系统纵向俯仰通道和横侧向滚转通道,设计了基于鲁棒最优理论的静态投影控制器。分析了投影控制方法的一般原理,建立了飞行控制系统的鲁棒伺服模型,应用最优线性二次型调节器(LQR)方法构成鲁棒伺服LQR控制,并以闭环系统为参考系统,通过静态投影法则以输出反馈重构参考系统主体特征结构,避免了LQR方法中部分反馈变量无法精确测量的问题。仿真过程中对比验证了风扰动下常规PID姿态驾驶仪和静态投影方法的控制效果。仿真结果表明,所设计的静态投影控制系统响应速度快,且具有较强的稳定性和抗风扰动能力。 展开更多

关键词 控制科学与技术 投影控制 鲁棒伺服模型 线性二次型调节器控制 飞翼无人机

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液压泵控马达调速复合控制系统研究 被引量：3

14

作者 伍迪 《机床与液压》 北大核心 2013年第5期75-77,共3页

对液压泵控马达系统和液压泵斜坡倾角电液伺服控制系统进行了理论建模,分析了液压泵控马达系统与电液伺服串联液压泵控马达系统关于阶跃输入控制信号的响应特性;将最优二次控制理论与动态鲁棒补偿法相结合设计了复合控制系统,对系统进... 对液压泵控马达系统和液压泵斜坡倾角电液伺服控制系统进行了理论建模,分析了液压泵控马达系统与电液伺服串联液压泵控马达系统关于阶跃输入控制信号的响应特性;将最优二次控制理论与动态鲁棒补偿法相结合设计了复合控制系统,对系统进行了仿真计算。仿真结果表明:电液伺服控制系统对整个系统的影响较小,可简化成比例环节;复合控制系统可以有效减少静态误差、提高系统动态响应精度。 展开更多

关键词 液压泵控马达 电液伺服系统 最优二次型控制 动态鲁棒补偿

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