预见控制

摘要： 随着现代控制理论发展日趋完善,预见控制研究发展也十分迅速。预见控制问题的目标是在给定参考信号和干扰信号的前提下,找到一个使被控输出功率最小的控制器。因此预见控制非常适合用于具有已知预见参考信号的系统设计,所以在自动车辆导航、机器人和过程控制等方面的应用十分广泛。本文介绍了预见控制问题并给出离散系统预见控制问题描述,同时从时间域、方法域上分别对预见控制求解方法进行分类。介绍了各研究人员在预见控制领域所做的努力。在未来,预见控制领域中存在着巨大的研究前景。

摘要： 本文研究一类具有输入饱和的不确定离散时间系统的鲁棒预见控制问题.与以往对误差信号和系统方程取差分不同,本文引入状态辅助变量,利用系统状态向量与辅助变量之差代替通常的状态差分,使得输入饱和不确定离散系统的扩大误差系统的构造成为可能.另外,本文推导的扩大误差系统不再包含误差向量,这不仅降低系统的阶数而且允许输出矩阵带有不确定项.针对扩大误差系统,分别引入状态反馈和静态输出反馈,并利用Lyapunov函数及LMI技巧,导出闭环系统渐近稳定的充分条件.数值仿真表明了本文结果的有效性.

摘要： 研究一类含有Lipschitz非线性项的广义离散系统的预见控制.首先,采用一阶前向差分算子,对原广义系统的状态方程进行差分运算,从而得到了一个包含跟踪误差信号的广义增广误差系统;其次,对广义增广误差系统设计一个状态反馈控制器.由Lyapunov稳定性理论,设计出一个使得闭环系统渐近稳定的充分条件,从而得到了原广义系统的一个预见控制器,使得其输出信号实现了对参考信号稳态、无差地跟踪.最后,一个数值算例证明了该方法的有效性.

摘要： 列车速度曲线的精确跟踪是货运列车自动驾驶系统保证稳定性、精确性和安全性的关键。货运列车速度跟踪系统大时滞特性会造成控制精度下降和能耗增加的问题。为解决该问题,研究了牵引制动系统响应时间和指令传输延时特性,构建了列车速度跟踪控制滞后模型。利用差分算子处理列车动力模型中的滞后项,构造最优预见速度跟踪控制器。仿真对比试验表明,基于最优预见控制的货运列车速度跟踪控制器具有响应快、速度误差小、安全性高等特点。

摘要： 本文研究一类离散时间系统的预见控制器设计问题.首先,引入两个新的辅助变量,将跟踪问题转化为扩大误差系统的调节问题.然后针对所导出的扩大误差系统,结合Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出状态反馈和静态输出反馈预见控制器的设计方法.在考虑输出反馈时,通过改写输出方程充分利用了可预见的目标值信号.控制器的增益矩阵由求解一个LMI确定.最后,数值仿真表明了本文结果的有效性.

摘要： 基于线性矩阵不等式技巧,考虑参数不确定广义系统的预见控制问题,采用差分算子和离散提升技术,推导出包含未来目标值信号的扩大误差系统,将原系统的预见跟踪控制问题转化为扩大误差系统的稳定性问题。考虑输出反馈时,改造输出方程、充分利用可预见的信号的信息,给出闭环系统渐近稳定的充分条件。通过求解线性矩阵不等式,可确定预见控制器增益矩阵。通过数值仿真表明了所设计控制器的有效性。

摘要： 针对现有控制器中预见补偿器和重复控制器相对独立作用的最优跟踪问题,提出从信息融合的角度构造线性离散系统的最优预见重复控制器的设计方法.首先,在离散系统中引入L阶差分算子,将预见重复控制设计问题转化为调节稳定性问题;然后,使用协状态和信息量的概念获得控制软约束信息来描述最优融合的过程,得到控制增量信息和增广误差系统协状态的最优估计滤波;最后,将有关预见重复控制器控制律所有信息融合,得到由状态反馈、重复控制和预见补偿构成的最优预见重复控制器.数字仿真结果表明,与独立的最优预见重复控制器相比,基于信息融合的最优预见重复控制器在更少的周期内达到稳定,且在有限的步数下,更能有效利用系统的未来有效信息,从而大幅提高跟踪精度.

摘要： 针对一类线性连续时滞系统,提出一种最优预见重复控制设计方法.首先,通过一种等价变换,将被控时滞系统转化为无时滞系统.然后,利用L阶差分算子提升技巧,获得包含状态变量导数和跟踪误差的增广连续系统.在此基础上,通过定义一种新的性能指标,将预见重复控制设计问题转化为连续非自治系统的线性二次调节问题.进一步,基于最优控制理论,得到包含状态反馈、误差积分、重复控制、时滞补偿和预见补偿的最优预见重复控制器.该控制器包含了已有文献的多种控制器形式.最后,通过一个数值仿真实例,说明所提方法的有效性.

摘要： 针对一类不确定线性离散时滞系统,提出一种保性能预见重复控制器的设计方法。通过在前向通道中引入重复控制器来提高系统的跟踪精度,利用L阶差分算子构造包含预见信息但不含时滞的增广误差系统,将保性能预见重复控制器的设计问题转化为输出反馈调节问题。运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,得到保证闭环系统渐近稳定的充分条件。用数值仿真来说明目标值预见补偿对不确定离散时滞系统的控制效果。

摘要： 针对一类智能体间信息交换拓扑线性离散时间多智能体系统,提出一种最优预见重复控制器设计方法.首先基于多智能体系统的紧凑形式,利用状态增广和提升技术,获得包含重复控制和参考信号预见信息的增广误差系统,从而将预见重复控制器的设计问题转化为增广误差系统的最优调节问题.然后应用离散时间线性二次型调节理论,获得增广误差系统的状态反馈控制器.为保证增广误差系统状态反馈控制器的存在性,利用PBH秩判据证明增广误差系统的可镇定性和可检测性.在此基础上,进一步通过降阶处理,获得实现原系统一致性跟踪的最优预见重复控制器.最后,数值仿真验证了所提方法的有效性.

摘要： 针对误差系统中跟踪问题的弊端提出了扩展的偏差系统,解决了评价函数物理意义的不明确性,整个系统的设计包含前馈补偿、状态反馈及积分控制三部分,确保了轨迹跟踪的最优性;并且系统设计过程中考虑了实际工程中应用时遇到的时滞问题.通过仿真验证了添加前馈控制可以减小系统整体误差,提高系统的响应速度,保证系统的稳定性及鲁棒性.

摘要： 基于预见控制的思想,利用神经元网络的逼近能力求得系统的预见补偿前馈控制器,弥补了系统的动态延迟,克服了控制精度对系统模型的依赖性,从而大大提高了机床伺服系统的响应速度和控制精度.用此控制方法进行计算机仿真实验,取得了理想的效果.

摘要： 本文采用模糊推理机制实现磁轨机器人的导航控制.通过适当设计的磁测量装置,可提前获得轨道相关信息,从而改善了导航实时性能。试验结果表明了该导航控制算法的可行性及可靠性。

摘要： 本文采用模糊推理机制实现磁轨机器人的导航控制.通过适当设计的磁测量装置,可提前获得轨道相关信息,从而改善了导航实时性能。试验结果表明了该导航控制算法的可行性及可靠性。

摘要： 本文采用模糊推理机制实现磁轨机器人的导航控制.通过适当设计的磁测量装置,可提前获得轨道相关信息,从而改善了导航实时性能。试验结果表明了该导航控制算法的可行性及可靠性。

摘要： 本文采用模糊推理机制实现磁轨机器人的导航控制.通过适当设计的磁测量装置,可提前获得轨道相关信息,从而改善了导航实时性能。试验结果表明了该导航控制算法的可行性及可靠性。

摘要： 本文采用模糊推理机制实现磁轨机器人的导航控制.通过适当设计的磁测量装置,可提前获得轨道相关信息,从而改善了导航实时性能。试验结果表明了该导航控制算法的可行性及可靠性。

摘要： 对预见PID控制进行了分析,给出了相应算法,并应用于液压挖掘机工作装置的轨迹控制过程中,试验结果表明,控制算法可行,控制效果优于未引进预见信息的PID控制.

摘要： 对预见PID控制进行了分析,给出了相应算法,并应用于液压挖掘机工作装置的轨迹控制过程中,试验结果表明,控制算法可行,控制效果优于未引进预见信息的PID控制.

摘要： 对预见PID控制进行了分析,给出了相应算法,并应用于液压挖掘机工作装置的轨迹控制过程中,试验结果表明,控制算法可行,控制效果优于未引进预见信息的PID控制.

摘要： 本发明提出一种不确定线性离散系统的保性能预见重复控制器的控制方法，保性能预见重复控制器包括重复控制、状态反馈、基于未来目标值和未来干扰信号的预见前馈补偿四部分组成。所述控制方法为在前向通道引入重复控制器，来提高跟踪精度，并利用差分算子，获得包含目标值信号和干扰信号的预见信息的增广误差系统。

摘要： 本发明公开了一种基于预见控制的货车车厢自动平衡控制装置，在车厢上安装平衡控制系统，在车架的前端安装倾斜伺服电动弹簧缸，在车架的尾端对称安装两个垂直伺服电动弹簧缸，车厢通过万向铰与三个伺服电动弹簧缸连接，并安装用于检测弹簧缸位移和车厢倾角的传感器，同时还公开了一种使用本装置的控制方法，本发明中的控制系统通过控制弹簧缸的伸缩来控制车厢在货车上坡下坡、转弯或在颠簸路面时能在一定角度内保持的平衡状态，并在调节好车厢宏观平衡的基础上通过预见控制抑制车厢的小幅振动，保证货物的运输安全，具有环境适应能力强、操作简单、实时性好、可靠性高、稳定性好。

摘要： 本发明公开了一种基于预见控制的舰载机自动着舰控制方法，属于自动着舰技术、引导技术、飞行控制技术领域。本发明利用舰载机自动着舰过程中已知的下滑道信息以及可预测的纵向甲板运动信息，公开一种基于预见控制的舰载机自动着舰方法。其中，下滑道信息是根据舰载机与舰船的相对位置与相对运动关系提前计算得到，甲板运动信息是通过基于粒子滤波的甲板运动预估器预估得到。同时，控制器的设计过程中考虑了舰尾流的干扰。本发明可保证舰载机着舰过程中，受到甲板运动和舰尾流干扰下的着舰精度与鲁棒性。

摘要： 本发明公开了一种基于预见控制的多级输送带控制方法和装置，该方法的步骤包括：采集当前一级输送带的进料端的物料信息；根据当前一级输送带的物料信息计算下一级输送带的最佳传输速度，同时基于预见控制计算控制将下一级输送带的传输速度改变至最佳传输速度的控制率；控制下一级输送带按照控制率调整传输速度至最佳传输速度，以使下一级输送带以最大运载量状态运行。通过本发明，能够不仅有效利用带式输送机的运载能力，而且使输送机速度降低到当前的最低值，减少输送机固有功率消耗，实现调速节能的目的；有效地利用物料在输送带上运载的时间，实现按物料流向的多级调速，提高整个带式输送机系统的能源利用率。

摘要： 本发明公开了一种基于预见控制的无人直升机自动着舰控制系统，属于航空航宇推进控制技术领域。本发明针对无人直升机自动着舰的基准轨迹跟踪控制问题，并考虑了甲板运动干扰对跟踪控制性能的影响，根据直升机的气动特性将控制系统划分为四个子系统，利用预见控制方法依次求取控制信号，控制直升机安全精确地着舰。进一步地，本发明还针对甲板运动模型难以获取的问题，采用自适应AR模型预估算法，利用甲板运动历史数据对甲板运动未来数据进行预估，保证直升机的着舰精度。本发明可以保证闭环系统的全局稳定，并且使系统拥有良好的跟踪性能性能。

摘要： 本发明公开了一种基于预见控制的货车车厢自动平衡控制装置，在车厢上安装平衡控制系统，在车架的前端安装倾斜伺服电动弹簧缸，在车架的尾端对称安装两个垂直伺服电动弹簧缸，车厢通过万向铰与三个伺服电动弹簧缸连接，并安装用于检测弹簧缸位移和车厢倾角的传感器，同时还公开了一种使用本装置的控制方法，本发明中的控制系统通过控制弹簧缸的伸缩来控制车厢在货车上坡下坡、转弯或在颠簸路面时能在一定角度内保持的平衡状态，并在调节好车厢宏观平衡的基础上通过预见控制抑制车厢的小幅振动，保证货物的运输安全，具有环境适应能力强、操作简单、实时性好、可靠性高、稳定性好。

摘要： 本发明公开了一种基于机车线路可见的多源信息融合预见定位定时控制方法。它包含以下步骤：通过位置和速度传感器获取机车线路位置、速度、加速度信息，然后抽象出多源信息特征向量；以神经网络为分类器，在特征层将不同的驾驶类型与复杂的驾驶信息区分开来，为最终的信息融合诊断提供良好的基础；将区分后的驾驶信息与机车可见线路进行信息融合；基于多源信息融合对机车定时定位进行高精度预见控制。本发明以高精度对机车定时定位进行预见控制，可以及时将机车运动信息快速传输给控制程序，有利于机车自动驾驶的快速响应。

摘要： 本发明公开了一种基于预见控制的四旋翼飞行器的定点巡航控制方法。定点巡航飞行是四旋翼飞行器飞行控制的一种常用方法。但采用的是经典控制技术—反馈控制，使得四旋翼飞行器在实际巡航控制中，采用的是一种“事后”控制方式，不能根据事先给定的巡航路线提前做好转弯准备，而是表现出明显的延迟性，在飞出预置航线后才能进行转弯控制，就这很大程度上制约了四旋翼飞行器的飞行性能，削弱了飞行器的机动性和操控性。针对这些不足，利用预见控制中提前已知未来信息和干扰信息作为前馈补偿，使得目标值和输出之间的跟踪误差最小，优化飞行器的飞行控制性能，从而提高四旋翼飞行器的机动性和快速反应能力。

摘要： 本发明公开了一种基于预见控制的舰载机自动着舰控制方法，属于自动着舰技术、引导技术、飞行控制技术领域。本发明利用舰载机自动着舰过程中已知的下滑道信息以及可预测的纵向甲板运动信息，公开一种基于预见控制的舰载机自动着舰方法。其中，下滑道信息是根据舰载机与舰船的相对位置与相对运动关系提前计算得到，甲板运动信息是通过基于粒子滤波的甲板运动预估器预估得到。同时，控制器的设计过程中考虑了舰尾流的干扰。本发明可保证舰载机着舰过程中，受到甲板运动和舰尾流干扰下的着舰精度与鲁棒性。

摘要： 本发明公开了一种基于预见控制的无人直升机自动着舰控制系统，属于航空航宇推进控制技术领域。本发明针对无人直升机自动着舰的基准轨迹跟踪控制问题，并考虑了甲板运动干扰对跟踪控制性能的影响，根据直升机的气动特性将控制系统划分为四个子系统，利用预见控制方法依次求取控制信号，控制直升机安全精确地着舰。进一步地，本发明还针对甲板运动模型难以获取的问题，采用自适应AR模型预估算法，利用甲板运动历史数据对甲板运动未来数据进行预估，保证直升机的着舰精度。本发明可以保证闭环系统的全局稳定，并且使系统拥有良好的跟踪性能性能。