最优控制器

摘要： 二级倒立摆系统是多变量、非线性的控制系统,本文利用lagrange方程建立了二级倒立摆的数学模型,并进行了稳定性分析.在此基础上,基于最优控制理论设计了二级倒立摆最优控制器,实物调试结果表明该最优控制器是有效、可行的.

摘要： 针对平衡车启动及停止时发生抖动的问题开展了相应的研究.通过建立系统动力学模型,设计了系统的改进型有限时间LQR(LQR,Linear Quadratic Regulator)控制器;对系统矩阵及控制矩阵进行改进,增加小范围增量矩阵,系统能够实现自适应调节,并使最优控制率在小范围内可调,进而使性能指标达到最佳;通过仿真计算并选取最佳的加权矩阵Q和R,使性能指标达到最优.仿真实验表明该方法具有可行性和实用性,解决了小范围不稳定情况,有效克服了超调量过大而引起的不稳定.

摘要： 针对平衡车启动及停止时发生抖动的问题开展了相应的研究.通过建立系统动力学模型,设计了系统的改进型有限时间LQR(LQR,Linear Quadratic Regulator)控制器;对系统矩阵及控制矩阵进行改进,增加小范围增量矩阵,系统能够实现自适应调节,并使最优控制率在小范围内可调,进而使性能指标达到最佳;通过仿真计算并选取最佳的加权矩阵Q和R,使性能指标达到最优.仿真实验表明该方法具有可行性和实用性,解决了小范围不稳定情况,有效克服了超调量过大而引起的不稳定.

摘要： 为提升两轮直立车的抗干扰性能,基于动力学原理建立系统数学模型,并设计线性二次型最优控制器.在搭建的直立车平台上,采用 MPU6050自带的数据运动处理器(Digital Motion Processing, DMP)直接得到车模倾角.利用Matlab的GUI设计上位机,实时监视直立车的状况并分析其参数.仿真和实验结果表明:该系统具有较强的抗干扰能力和良好的稳定性.%For purpose of improving anti-disturbance performance of two-wheeled verticals,having principle of dynamics based to establish mathematical model of the system and to design a linear quadratic optimal control-ler was implemented, including on the established balanced vehicle platform, adopting DMP(digital motion processing)of MPU6050 to calculate the angle of vertical car; employing Matlab GUI to design a principal computer to monitor and analyze the parameters of balanced vehicle at real time.Simulation and experimental results show that the system has good stability and strong anti-interference ability.

摘要： 在优化飞行器控制系统性能的研究中,针对控制系统性能要求的稳定性和精确性是重要的性能指标.该文利用回路成型的方法对X-29前掠翼验证机进行最优控制器设计,在保证系统稳定的条件下尽可能减小系统的控制误差.仿真试验表明,经过最优化算法整定的控制器参数,可以达到系统的控制性能指标要求,具有较好的稳定性、跟踪性和干扰抑制特性.%In the research of the system performance under optimal flight control systems,stable and precise are the critical performance targets.In this paper,an optimal controller special for X-29 forward swept wing experimental aircraft according loop shaping method is presented,the desirable performance is to keep system internal stability and reduce steady state error as much as possible.The simulation shows that the parameter of controller obtained by optimal algorithm can meet the desirable system performance,prove to be robustness,good reference tracking and disturbance rejection.

摘要： 倒立摆控制系统是一个典型的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合控制系统.通过研究分析平面二级倒立摆控制系统的数学模型,用线性二次型最优调节器(LQR),实现对二级倒立摆的最优控制,MATLAB仿真结果表明了该方法的有效性.

摘要： 针对LQR理论在环形二级倒立摆最优控制设计过程中对加权矩阵选择的盲目性问题,研究了基于动态多组群粒子群算法的最优控制器设计方法.

摘要： In order to study the automatic swing -up of the first-order inverted pendulum ,and realize the stable control of it ,Lagrange method is used to establish mathematical modeling of the first -order inverted pendulum ,and design the LQR optimal controller ,then to analyze its performance .Under the condition of taking weight R = 1 ,constantly adjusting the weighting matrix Q ,it is concluded that the optimal values of Q and R .can be obtained .The experimental results show that the inverted pendulum can quickly swing up ,under stable control .%为了研究环形一级倒立摆的自动AA起摆及实现其稳定控制，采用拉格朗日方法推导建立环形一级倒立摆的数学建模，设计LQR最优控制器并对其性能进行分析。在取权重 R＝1的条件下，不断调整权重矩阵 Q ，得出最优 Q值和R值，并通过环形一级倒立摆进行实物控制。实验结果表明，倒立摆能快速起摆，并能稳定控制。

摘要： 为了研究环形一级倒立摆的自动AA起摆及实现其稳定控制，采用拉格朗日方法推导建立环形一级倒立摆的数学建模，设计LQR最优控制器并对其性能进行分析。在取权重 R＝1的条件下，不断调整权重矩阵 Q ，得出最优 Q值和R值，并通过环形一级倒立摆进行实物控制。实验结果表明，倒立摆能快速起摆，并能稳定控制。

摘要： 最优控制器作为现代控制理论的主要分支,可以较好地满足汽车防抱死系统的要求。建立了单轮车辆的系统动力学模型以及ABS系统模型。以车轮最佳滑移率为目标,运用最优控制方法,在MATLAB/simulink中建立了控制模型。仿真结果表明,该方法能够使车轮始终处于最佳滑移率范围,提高ABS系统制动效率。

摘要： 本文介绍了按规定的主导极点选择最优控制加权阵的原理,并在方法上作了一定改进.把传统的最优控制与极点配置结合起来,既得到了系统最优控制器,又得到了具有工程意义希望的性能指标.并成功地把最优控制理论应用于二级倒立摆控制系统,设计出具有期望主导极点的最优控制器,实现了对二级倒立摆系统的稳定控制.

摘要： 实时控制网络通常指现场总线,但由于多种现场总线难以集成,阻碍了它的进一步发展。本文为解决这一难题,提出了基于以太网的网络控制系统。针对以太网作为控制网络存在的数据传输时延给控制品质带来不良影响问题,提出运用通信技术对网络时延进行在线估计。在此基础上,应用控制理论中的李亚普诺夫稳定性定理以及最优控制理论为网络控制系统设计最优控制器--LQG控制器。通过实验证明了上述设计的有效性,从而说明了以太网作为控制网络的可行性。

摘要： 实时控制网络通常指现场总线,但由于多种现场总线难以集成,阻碍了它的进一步发展.为了解决这一难题,本文提出了基于以太网的网络控制系统.针对以太网作为控制网络存在的数据传输时延给控制品质带来不良影响问题,提出运用通信技术对网络时延进行在线估计.在此基础上,应用控制理论中的李亚普诺夫稳定性定理以及最优控制理论为网络控制系统设计最优控制器--LQG控制器.通过实验证明了上述设计的有效性,从而说明了以太网作为控制网络的可行性.

摘要： 本文研究了轴向高速运动,两端自由梁的热冲击下横向振动响应及控制,采用Hamilton原理得到了受热冲击和控制力的轴向运动高速梁的横向振动方程和边界条件。运用修正的伽辽金法得到了求解系统响应的近似方程。运用LQR法设计了最优控制器,其中采用加权系数法选择Q ,R矩阵,数值仿真给出了速度2Ma时,系统的二阶模型在热冲击下的响应,比较了系统的无控制与有控制下的位移响应,结果表明控制效果良好。

摘要： 针对系统的结构不确定问题,提出了基于实数自适应遗传算法的μ综合问题.将定标矩阵和控制器作为遗传算法的解空间,以最大奇异值为目标函数来优化控制器,通过遗传操作得到最优控制器.由最优控制器计算出μ值,并得到系统不确定性的最大容限.

摘要： 实施方式的最优控制系统具有控制对象参数决定部、极值控制参数决定部、以及极值控制部。控制对象参数决定部基于操作量和表示与控制对象过程的最优化有关的指标的评价量，决定表示控制对象过程的特性的控制对象参数，上述评价量基于与上述操作量对应变化的控制量。极值控制参数决定部基于由控制对象参数决定部决定出控制对象参数决定极值控制参数。极值控制部使用由极值控制参数决定部决定出的极值控制参数执行极值控制。

摘要： 本发明涉及汽车主动悬架LQG控制器最优控制力的设计方法，属于主动悬架技术领域。本发明根据1/4车辆行驶振动模型，利用MATLAB/Simulink，构建了平顺性加权系数优化设计Simulink仿真模型，并以路面不平度位移为输入激励，以轮胎动位移和悬架动挠度为约束条件，以车身垂向振动加速度均方根值最小为设计目标，优化设计得到平顺性加权系数及LQG最优控制力。通过实例及仿真验证可知，该方法可得到准确可靠的主动悬架LQG最优控制力，为主动悬架系统设计及控制提供了可靠的最优控制力设计方法。该方法不仅可提高主动悬架系统的设计水平及产品质量，提高车辆的乘坐舒适性和行驶安全性，还可降低产品设计及试验费用。

摘要： 本发明公开了一种振动控制器，包括中空的导套，导套的外壁套有轴承，轴承外壁过盈配合有环形活塞套，环形活塞套的外壁固定套有圆盘，圆盘的外侧设有环形的线圈支撑套，线圈支撑套与圆盘不接触，线圈支撑套上缠有线圈，导套的两端均套设有外端盖，两个外端盖的外侧互相连接，任意一个外端盖上设有电源线连接通道且与所述线圈支撑套的U形内腔连通；利用封装在振动控制器内磁流变液体对刀具系统的阻尼进行修正，使得该控制器具有高精度和高敏捷度，以及阻尼值调整范围宽的优势。本发明还公开了一种振动控制器应用于深孔加工刀具系统的最优控制方法，使得深孔加工刀具系统实现最优振动状态，加工出的深孔精度高、质量好。

摘要： 实施方式的最优控制系统具有控制对象参数决定部、极值控制参数决定部、以及极值控制部。控制对象参数决定部基于操作量和表示与控制对象过程的最优化有关的指标的评价量，决定表示控制对象过程的特性的控制对象参数，上述评价量基于与上述操作量对应变化的控制量。极值控制参数决定部基于由控制对象参数决定部决定出控制对象参数决定极值控制参数。极值控制部使用由极值控制参数决定部决定出的极值控制参数执行极值控制。

摘要： 本发明的售电时机最优控制系统(10)具备通信部(11)、需求量预测部(12)、供给量预测部(13)及时机决定部(14)。通信部(11)取得多个蓄电装置(23、33、43)各自的蓄电量。需求量预测部(12)预测用户群(60)的电力需求量总和(Ta)。供给量预测部(13)根据所取得的蓄电量预测用户群(60)可供给的电力量总和(Tf)。时机决定部(14)根据预测的需求量总和(Ta)及预测的可供给的电力量总和(Tf)来决定售电时机。

摘要： 一种耦合装置(16，116，216，316)最优地配置为在第一和第二导纳控制器和致动器组件之间通信，第一和第二导纳控制和致动器组件分别有配置为驱动相应的第一和第二致动器的第一和第二导纳控制器(12a，12b)，且第一和第二致动器中的每个分别连接到具有第一质量的第一主体和具有第二质量的第二主体，其中耦合装置(16，116，216，316)包括：输入端口，具有从第一导纳控制器和致动器组件(12a)接收第一输入力信号(f1)的第一输入端和从第二导纳控制器和致动器组件(12b)接收第二输入力信号(f2)的第二输入端；和处理器，适于基于取决于第一输入力信号和第二输入力信号的比较的拉格朗日乘数导出用于输出到第一导纳控制器和致动器组件的第一输出力信号。

摘要： 本发明涉及汽车主动悬架LQG控制器最优控制力的设计方法，属于主动悬架技术领域。本发明根据1/4车辆行驶振动模型，利用MATLAB/Simulink，构建了平顺性加权系数优化设计Simulink仿真模型，并以路面不平度位移为输入激励，以轮胎动位移和悬架动挠度为约束条件，以车身垂向振动加速度均方根值最小为设计目标，优化设计得到平顺性加权系数及LQG最优控制力。通过实例及仿真验证可知，该方法可得到准确可靠的主动悬架LQG最优控制力，为主动悬架系统设计及控制提供了可靠的最优控制力设计方法。该方法不仅可提高主动悬架系统的设计水平及产品质量，提高车辆的乘坐舒适性和行驶安全性，还可降低产品设计及试验费用。

摘要： 本发明公开了一种振动控制器，包括中空的导套，导套的外壁套有轴承，轴承外壁过盈配合有环形活塞套，环形活塞套的外壁固定套有圆盘，圆盘的外侧设有环形的线圈支撑套，线圈支撑套与圆盘不接触，线圈支撑套上缠有线圈，导套的两端均套设有外端盖，两个外端盖的外侧互相连接，任意一个外端盖上设有电源线连接通道且与所述线圈支撑套的U形内腔连通；利用封装在振动控制器内磁流变液体对刀具系统的阻尼进行修正，使得该控制器具有高精度和高敏捷度，以及阻尼值调整范围宽的优势。本发明还公开了一种振动控制器应用于深孔加工刀具系统的最优控制方法，使得深孔加工刀具系统实现最优振动状态，加工出的深孔精度高、质量好。

摘要： 本发明公开了具有控制时延的线性离散时间系统的最优控制器设计方法，通过带记忆存储器的多步变换，将具有控制时延的线性离散时间系统转化为无控制时延的等价线性离散时间系统，然后通过设计无控制时延的等价线性离散时间系统的有限时间最优控制器，得到具有控制时延的线性离散时间系统的控制器；通过设计无控制时延的等价线性离散时间系统的无限时间最优控制器，得到具有控制时延的线性离散时间系统的控制器。本发明在无记忆变换的基础上，给出了具有控制时延的线性离散时间系统的多步变换最优控制，当使用这种转换时，系统的维度不会增加，且得到的最优控制器可使闭环系统指数稳定。

摘要： 本发明公开了具有控制时延的线性离散时间系统的最优控制器设计方法，通过带记忆存储器的多步变换，将具有控制时延的线性离散时间系统转化为无控制时延的等价线性离散时间系统，然后通过设计无控制时延的等价线性离散时间系统的有限时间最优控制器，得到具有控制时延的线性离散时间系统的控制器；通过设计无控制时延的等价线性离散时间系统的无限时间最优控制器，得到具有控制时延的线性离散时间系统的控制器。本发明在无记忆变换的基础上，给出了具有控制时延的线性离散时间系统的多步变换最优控制，当使用这种转换时，系统的维度不会增加，且得到的最优控制器可使闭环系统指数稳定。