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基于H_(∞)观测器和迭代学习的泊车路径跟踪横向控制
1
作者 王杰 刘丛志 张澧桐 《汽车工程学报》 2025年第1期69-80,共12页
泊车跟踪精度直接影响泊车效率、剩余泊车空间甚至泊车安全。当前,自动泊车路径跟踪绝大部分采用基于模型的反馈控制,模型参数的不确定性会导致泊车路径跟踪算法控制性能下降,进而产生较大的跟踪误差。为减小模型参数不确定性对泊车路... 泊车跟踪精度直接影响泊车效率、剩余泊车空间甚至泊车安全。当前,自动泊车路径跟踪绝大部分采用基于模型的反馈控制,模型参数的不确定性会导致泊车路径跟踪算法控制性能下降,进而产生较大的跟踪误差。为减小模型参数不确定性对泊车路径跟踪效果的影响,提出了基于迭代学习的前馈控制策略。考虑到在时间域对系统进行迭代学习控制通常受执行器实际速度的影响,所以控制时将系统由时间域转换到与期望路径相关的空间域。由于系统模型中的一些状态变量难以测量,且系统无法满足D型迭代学习率收敛条件,所以提出H_(∞)观测器设计准则以准确估计状态信息。同时,构造具有观测误差的增广系统以进行迭代学习控制,在线性二次型最优控制(LQR)的初次泊车跟踪信息基础上进一步减小泊车路径跟踪误差。进行硬件在环(HIL)测试,验证了该方法具有良好的实际应用潜力。试验结果表明,经过多次迭代后,与LQR初次控制的泊车跟踪效果相比,所提出的控制方法能更准确地跟踪期望路径。 展开更多
关键词 路径跟踪 迭代学习 h_(∞)观测器 自动泊车
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Output neighboring-extremal and NCO tracking control in the optimal operation of CSTR
2
作者 许向阳 史晋峰 戴亚平 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2013年第2期235-240,共6页
A new optimizing framework of process operation is proposed to deal with optimizing op- eration of continuous stirred tank reactor (CSTR). The optimization framework includes two layers: the first layer, necessary ... A new optimizing framework of process operation is proposed to deal with optimizing op- eration of continuous stirred tank reactor (CSTR). The optimization framework includes two layers: the first layer, necessary condition of optimally (NCO) tracking controller, calculates the optimal set-point of the process; and the second layer, output neighboring-extremal controller, calculates the input values of the controlled plant. The algorithm design and convergent analysis of output neighboring-extremal controller are discussed emphatically, and in the case of existing parametric uncertainty, the approach is shown to converge to the optimum atmost in two iterations. At last the approach is illustrated by simulation results for a dynamic CSTR. 展开更多
关键词 optimizing operation necessary condition of optimally NCO tracking output neigh-boring-extremal control continuous stirred tank reactor (CSTR)
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调谐黏滞质量阻尼器-浮置板轨道低频隔振性能
3
作者 程志宝 张佳硕 石志飞 《河北工业大学学报》 2025年第1期55-63,共9页
传统浮置板轨道结构将浮置板置于隔振器之上形成质量-弹簧系统,该系统可有效隔离1.4倍其特征频率以上的振动,但对低频振动具有放大作用。为改善传统浮置板轨道系统的低频隔振性能,将调谐黏滞质量阻尼器引入浮置板轨道并研究其低频减隔... 传统浮置板轨道结构将浮置板置于隔振器之上形成质量-弹簧系统,该系统可有效隔离1.4倍其特征频率以上的振动,但对低频振动具有放大作用。为改善传统浮置板轨道系统的低频隔振性能,将调谐黏滞质量阻尼器引入浮置板轨道并研究其低频减隔振性能。经理论推导给出浮置板轨道结构传递函数,考虑工程实际中轨道谱的随机性,应用H_(2)优化理论推导了调谐黏滞质量阻尼器的最优参数解析解;搭建车辆-轨道耦合系统瞬态响应仿真系统并验证其正确性,进一步应用其研究移动车辆荷载下的车轨动力响应。研究结果表明:附加调谐黏滞质量阻尼器的浮置板轨道,其固有频率附近的振动得到有效抑制,浮置板加速度峰值衰减率达到78%;浮置板轨道结构在低频区段(小于30 Hz)的隔振性能得到明显提升;传往基础的弹簧支反力有所降低;且不会对列车运行的安全性和稳定性产生影响。该技术可有效解决传统浮置板轨道结构低频隔振性能差的问题。 展开更多
关键词 浮置板轨道 调谐黏滞质量阻尼器 h_(2)优化 车轨耦合 低频隔振
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恒温箱温度的H_∞优化控制 被引量:7
4
作者 屈百达 夏怡 郑莲和 《江南大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第2期111-114,共4页
提出了基于H∞优化控制的恒温箱温度控制问题.建立了将环境温度作为外部输入,电加热器输出功率作为控制输入,并考虑实际上温度检测滞后的动态模型,并对该模型进行了考虑控制成本的、以温度检测输出作为反馈的H∞控制设计.通过仿真结果观... 提出了基于H∞优化控制的恒温箱温度控制问题.建立了将环境温度作为外部输入,电加热器输出功率作为控制输入,并考虑实际上温度检测滞后的动态模型,并对该模型进行了考虑控制成本的、以温度检测输出作为反馈的H∞控制设计.通过仿真结果观察,恒温箱温度的H∞优化控制是一种既体现了技术优势,又考虑到了经济效益的整体优化策略. 展开更多
关键词 恒温箱 温度控制 h∞控制 优化 输出反馈
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基于动态逆的复合控制导弹H_∞最优输出跟踪控制 被引量:11
5
作者 王青 江一帆 +1 位作者 董朝阳 张颖昕 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期552-558,共7页
针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出一种基于动态逆的H∞最优输出跟踪控制方法。该方法考虑了复合控制导弹的非线性因素,将动态逆回路作为控制系统的内环以抵消系统的非线性因素,同时考虑系统实际存在的参数不确定性以及外部干扰... 针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出一种基于动态逆的H∞最优输出跟踪控制方法。该方法考虑了复合控制导弹的非线性因素,将动态逆回路作为控制系统的内环以抵消系统的非线性因素,同时考虑系统实际存在的参数不确定性以及外部干扰,将鲁棒控制器作为外环以提高整个系统的鲁棒性。其中鲁棒控制器将传统的H∞控制与最优输出跟踪控制相结合,既能有效地抑制干扰,降低系统对参数摄动的敏感程度,又能提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,复合控制系统具有较强的抗干扰能力,在保证系统稳定的同时,也达到满意的控制效果。 展开更多
关键词 控制科学与技术 复合控制 h∞控制 输出跟踪 动态逆 不确定性
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离散广义系统的静态输出反馈H_(∞)控制 被引量:7
6
作者 董心壮 张庆灵 郭凯 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1037-1039,共3页
考虑离散广义系统的静态输出反馈H∞控制问题·利用线性矩阵不等式和广义Riccati不等式给出离散广义系统存在静态输出反馈H∞控制器,使得闭环系统是容许的并且其传递函数矩阵满足H∞范数约束条件的充分必要条件·在适当的假设... 考虑离散广义系统的静态输出反馈H∞控制问题·利用线性矩阵不等式和广义Riccati不等式给出离散广义系统存在静态输出反馈H∞控制器,使得闭环系统是容许的并且其传递函数矩阵满足H∞范数约束条件的充分必要条件·在适当的假设下给出静态输出反馈H∞控制器存在的必要条件,并在一定条件下得到静态输出反馈H∞控制器存在的充分条件,同时给出相应的控制器构造· 展开更多
关键词 离散广义系统 h_(∞)范数 线性矩阵不等式 广义Riccati不等式 静态输出反馈
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低频时变时滞悬架系统的动态输出反馈鲁棒H_∞多目标控制 被引量:7
7
作者 陈长征 王刚 于慎波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期153-160,共8页
在实际的悬架系统主动控制当中,由于控制器存在时变时滞因素,而低频输入时滞对系统的稳定性及性能有很大影响。针对该问题,综合考虑系统的参数不确定性及执行器的时变时滞因素,使车身加速度在路面干扰下的H_∞范数在全频域内达到最小,... 在实际的悬架系统主动控制当中,由于控制器存在时变时滞因素,而低频输入时滞对系统的稳定性及性能有很大影响。针对该问题,综合考虑系统的参数不确定性及执行器的时变时滞因素,使车身加速度在路面干扰下的H_∞范数在全频域内达到最小,同时保证控制力的非线性饱和,行驶平顺性,接地性等时域硬约束条件,设计了基于动态输出反馈的鲁棒H_∞控制器,并提出一种描述质量不确定性的匹配模型。采用Lyapunov-Krasovskii泛函法,通过引入松弛矩阵给出满足条件的凸组合不等式,减少了设计的保守性,应用LMI技术推导出H_∞控制准则。最后,通过数值实例验证了该方法对于参数摄动下的低频时变时滞悬架系统控制性能的有效性。 展开更多
关键词 低频时变时滞 主动悬架 h_∞控制 动态输出反馈 线性矩阵不等式
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不确定中立型系统输出反馈H_∞控制 被引量:3
8
作者 杨帆 张庆灵 杨军 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1127-1130,共4页
考虑一类含有参数不确定性的混合型中立型系统的输出反馈控制器设计问题·不确定性假设是时变的但范数有界,状态时滞是常数·利用线性矩阵不等式方法和Lyapunov函数方法相结合,研究了输出反馈鲁棒控制器的设计问题·目的是... 考虑一类含有参数不确定性的混合型中立型系统的输出反馈控制器设计问题·不确定性假设是时变的但范数有界,状态时滞是常数·利用线性矩阵不等式方法和Lyapunov函数方法相结合,研究了输出反馈鲁棒控制器的设计问题·目的是设计一个动态输出反馈控制器,使得在满足一定的条件下对所有的参数不确定性,闭环系统是渐近稳定的且从扰动到控制输出的传递函数的范数是不超过某个确定的上界,并给出了动态输出反馈控制器存在的充分条件·所得结论可化为标准的LMIs求解,具有一定的实际意义和可行性· 展开更多
关键词 中立型微分系统 不确定性 动态输出反馈控制 h∞控制 线性矩阵不等式
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不确定广义变时滞系统输出反馈H_∞控制 被引量:2
9
作者 杨帆 张庆灵 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期13-16,共4页
考虑一类状态和输入同时具有变时滞的不确定性广义时滞系统输出反馈H∞控制器设计问题·不确定性假设是非线性的但范数有界,在适当的假设下利用线性矩阵不等式方法和Lyapunov函数方法相结合,给出了广义时滞系统动态输出反馈鲁棒H∞... 考虑一类状态和输入同时具有变时滞的不确定性广义时滞系统输出反馈H∞控制器设计问题·不确定性假设是非线性的但范数有界,在适当的假设下利用线性矩阵不等式方法和Lyapunov函数方法相结合,给出了广义时滞系统动态输出反馈鲁棒H∞控制器的设计方法和存在的充分条件·该控制器的设计使得在满足一定的条件下对所有的不确定性,闭环系统是容许的(正则、稳定、无脉冲)且从扰动到控制输出的传递函数的H∞范数是不超过某个确定的上界,所得结论可化为标准的LMIs求解,并可推广到多时滞情况·算例验证了设计方法的有效性· 展开更多
关键词 广义变时滞系统 非线性不确定性 动态输出反馈控制 h∞控制 线性矩阵不等式
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矿井通风的H_∞优化控制 被引量:2
10
作者 屈百达 《工矿自动化》 北大核心 2004年第3期17-19,共3页
提出了基于H∞优化控制理论的矿井通风控制问题。首先建立了将主风流作为当前状态、主扇风机输出功率作为控制输入,并考虑实际井下环境干扰和瓦斯检测滞后的动态模型,然后对该模型进行了考虑控制成本的、以瓦斯检测输出作为反馈的H∞控... 提出了基于H∞优化控制理论的矿井通风控制问题。首先建立了将主风流作为当前状态、主扇风机输出功率作为控制输入,并考虑实际井下环境干扰和瓦斯检测滞后的动态模型,然后对该模型进行了考虑控制成本的、以瓦斯检测输出作为反馈的H∞控制设计。仿真结果表明,矿井通风的H∞优化控制是一种既体现了技术优势,又兼顾了经济效益的整体优化策略。 展开更多
关键词 矿井 通风 h∞控制 优化 输出反馈
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不确定大系统分散鲁棒H_∞控制的LMI方法 被引量:1
11
作者 陈宁 桂卫华 蔡自兴 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 2003年第6期661-665,共5页
针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统,研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法.目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器,使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定,并且满足H∞性能指标.采用线性矩阵不... 针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统,研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法.目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器,使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定,并且满足H∞性能指标.采用线性矩阵不等式(LMI)的方法,分别给出了状态反馈和输出反馈分散H∞控制器存在的充分条件,利用LMI控制工具箱可方便地求解.仿真结果表明了该方法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 分散控制 不确定性大系统 h∞控制器 状态反馈 输出反馈 线性矩阵不等式
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H_∞输出跟踪理论在导弹制导律设计中的应用
12
作者 闫建国 贾秋玲 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S2期337-339,共3页
讨论了非线性系统的H_∞输出跟踪问题,给出了实现H_∞输出跟踪的控制器的设计方法和设计步骤。之后,应用此理论和方法设计了导弹的制导律,仿真的结果证明此法设计的制导律能够成功导引导弹拦截机动目标,具有一定的鲁棒性。
关键词 h_∞输出跟踪 制导律 鲁棒性
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双端动态事件触发下信息物理系统输出反馈H_(∞)控制 被引量:3
13
作者 王志文 陈万杰 孙洪涛 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第3期77-85,共9页
研究了具有双端动态事件触发策略的信息物理系统动态输出反馈H_(∞)控制问题.首先,将闭环系统建模为具有两个区间时变延迟的线性系统,分别在传感器-控制器和控制器-执行器信道的事件触发策略中引入内部动态变量,建立异步动态事件触发策... 研究了具有双端动态事件触发策略的信息物理系统动态输出反馈H_(∞)控制问题.首先,将闭环系统建模为具有两个区间时变延迟的线性系统,分别在传感器-控制器和控制器-执行器信道的事件触发策略中引入内部动态变量,建立异步动态事件触发策略的通信机制,通过扩大事件间隔来减少信道中的数据传输量.其次,为了保证闭环系统的稳定性,利用Lyapunov-Krasovskii泛函的方法,推导得出满足系统H_(∞)性能的渐近稳定性判据;基于这一稳定判据,实现了动态输出反馈控制器和动态事件触发策略的协同设计.此外,证明了事件触发策略下最小触发时间间隔正标量下界,从而排除了Zone现象.最后,用卫星系统的例子说明了所提策略的有效性. 展开更多
关键词 信息物理系统 动态事件触发策略 动态输出反馈控制 h_(∞)控制
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基于BLF的浅水效应下无人船自适应路径跟踪控制
14
作者 郭强 王嘉琪 +1 位作者 张显库 马道成 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期263-271,共9页
[目的]旨在解决无人船于浅水域路径跟踪控制中面临的路径依赖约束问题。[方法]基于精确安全需求设立航行过程中的性能与可行性约束条件。针对控制器对路径参数的依赖问题和收敛需求,结合障碍李雅普诺夫函数(BLF)及固定时间收敛策略,设... [目的]旨在解决无人船于浅水域路径跟踪控制中面临的路径依赖约束问题。[方法]基于精确安全需求设立航行过程中的性能与可行性约束条件。针对控制器对路径参数的依赖问题和收敛需求,结合障碍李雅普诺夫函数(BLF)及固定时间收敛策略,设计一种依赖于路径参数、能够在固定时间内收敛的控制器,采用径向基神经网络(RBFNN)和自适应鲁棒项处理非线性项与环境干扰。通过“大智”号智能无人船模型模拟浅水效应环境进行仿真验证。[结果]结果显示,在不违反约束要求的前提下,路径跟踪误差能够快速收敛到预定区域,在收敛速度和精度上优于无约束的情况,证明了控制器的有效性和鲁棒性。[结论]所提控制策略在解决船舶路径依赖约束问题上,能够确保固定时间内实现精确的路径跟踪,具有理论和实际应用价值。未来可进一步优化以适应更复杂的水域环境和更高精度的路径跟踪任务。 展开更多
关键词 无人船 导航 路径规划 目标跟踪 路径跟踪控制 约束优化 输出约束控制 浅水效应
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目标机动估计的H_(∞)滤波技术研究
15
作者 杨常伟 侯明善 秦琴 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第SA期331-332,336,共3页
文中研究了 H_∞滤波在目标机动估计中的应用。目标机动模型采用一阶高斯—马尔科夫模型和常加速度目标机动模型。研究结果表明,如果目标机动模型选择合理,H_∞滤波对目标机动性适应性强,估计精度高,能够满足现代先进制导系统的精度要求。
关键词 h_(∞)滤波器 马尔科夫模型 机动 目标跟踪
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一类非线性切换系统基于观测器的H_∞输出跟踪控制
16
作者 李莉莉 邵诚 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期599-604,共6页
对一类非线性切换系统,研究了其基于观测器的H∞输出跟踪控制问题.借助微分中值定理,将非线性切换系统转化为线性参数切换系统.当状态变量不可测或不易测时,基于平均驻留时间方法,给出系统在基于观测器的反馈控制器以及满足平均驻留时... 对一类非线性切换系统,研究了其基于观测器的H∞输出跟踪控制问题.借助微分中值定理,将非线性切换系统转化为线性参数切换系统.当状态变量不可测或不易测时,基于平均驻留时间方法,给出系统在基于观测器的反馈控制器以及满足平均驻留时间条件的切换信号下带有权重的H∞输出跟踪控制问题可解的充分条件.仿真实例证明了设计方法的有效性. 展开更多
关键词 切换系统 h∞输出跟踪控制 观测器 平均驻留时间
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一类非线性系统的模糊可靠H_∞输出跟踪控制
17
作者 张爱清 方华京 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期19-21,35,共4页
研究了一类非线性系统的可靠H∞输出跟踪控制问题。基于T-S模糊模型方法,在执行器发生故障的情况下,设计可靠控制器,使系统输出能跟踪参考信号,且跟踪误差满足给定的H∞跟踪性能。应用LMI方法,得到了非线性系统实现H∞输出跟踪的充分条... 研究了一类非线性系统的可靠H∞输出跟踪控制问题。基于T-S模糊模型方法,在执行器发生故障的情况下,设计可靠控制器,使系统输出能跟踪参考信号,且跟踪误差满足给定的H∞跟踪性能。应用LMI方法,得到了非线性系统实现H∞输出跟踪的充分条件,以及相应的可靠控制器的设计方法。仿真结果表明所设计控制器的正确有效性。 展开更多
关键词 非线性系统 输出跟踪 T-S模糊模型 线性矩阵不等式(LMI)
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随机脉冲布尔网络的输出跟踪
18
作者 杨依然 周荣佩 《南昌大学学报(工科版)》 2025年第1期99-108,共10页
在混合指标模型的框架下,研究了随机脉冲布尔控制网络的状态反馈输出跟踪问题。基于矩阵半张量积方法,将随机脉冲布尔网络的动态模型转化为代数表示形式。由于网络中存在着随机脉冲行为,为避免产生芝诺现象,给出了网络前向完备性的概念... 在混合指标模型的框架下,研究了随机脉冲布尔控制网络的状态反馈输出跟踪问题。基于矩阵半张量积方法,将随机脉冲布尔网络的动态模型转化为代数表示形式。由于网络中存在着随机脉冲行为,为避免产生芝诺现象,给出了网络前向完备性的概念,并进而得到了其充要条件。通过构建可达集序列,推导了随机脉冲布尔网络跟踪恒定参考信号可解性的充要条件,同时对基于状态反馈的输出跟踪控制器设计提出了一个新颖的算法。最后通过一个数值算例证明了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 随机脉冲 布尔网络 半张量积 混合指标模型 输出跟踪
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导弹鲁棒H_∞输出反馈姿态跟踪控制器设计 被引量:3
19
作者 顾荃莹 宋建梅 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期682-685,共4页
针对导弹姿态跟踪系统,设计了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒H∞输出反馈姿态跟踪控制器。在被控对象参数变化剧烈的情况下,基于H∞准则,通过求解LMI,得到只运用输出进行反馈控制的鲁棒控制器参数。为使鲁棒控制器达到实际应用的要... 针对导弹姿态跟踪系统,设计了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒H∞输出反馈姿态跟踪控制器。在被控对象参数变化剧烈的情况下,基于H∞准则,通过求解LMI,得到只运用输出进行反馈控制的鲁棒控制器参数。为使鲁棒控制器达到实际应用的要求,对控制器进行了改进,并采用导弹6自由度非线性数学模型进行了验证仿真。仿真结果表明,这种鲁棒输出反馈控制器在具有良好的姿态跟踪特性的同时,还具有良好的抗干扰性能。 展开更多
关键词 自动控制技术 鲁棒h∞控制 输出反馈 线性矩阵不等式 姿态跟踪
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使用降维观测器的H_∞控制器设计 被引量:2
20
作者 吴敏 桂卫华 沈德耀 《中南矿冶学院学报》 CSCD 1991年第5期569-575,共7页
本文提出使用降维观测器来设计低阶H_∞控制器的方法。对于具有输出反馈的H_∞控制问题,可以转换成使用降维观测器的H_∞控制问题。通过直接求解状态空间方程,能够获得使用降维观测器的H_∞控制器,其存在的充分与必要条件是两个Riccati... 本文提出使用降维观测器来设计低阶H_∞控制器的方法。对于具有输出反馈的H_∞控制问题,可以转换成使用降维观测器的H_∞控制问题。通过直接求解状态空间方程,能够获得使用降维观测器的H_∞控制器,其存在的充分与必要条件是两个Riccati方程分别存在唯一的稳定化半正定解。降维观测器的输出是控制对象在最坏扰动作用下的状态估计值。另外,使用降维观测器的H_∞控制问题可以转换成模型匹配问题,并利用相应的结果获得低阶H_∞控制器。 展开更多
关键词 观测器 设计 控制器 h∞控制器
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