检索结果-内蒙古大学图书馆

光学精密工程 2019年第10期27卷 2199-2206页

作者：郑亮朴燕马宇科长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130022 吉林农业科技学院电气与信息工程学院吉林吉林132101

球形两栖机器人具有对称的结构和多自由度的运动状态特性,在环境适应性和运动稳定性上具有优势。本文介绍一种可以用于深海水下探测与救援的新型水陆两栖机器人控制系统的结构和建模方法,根据机器人的运动控制模式,推导出具有6个自由度... 详细信息

球形两栖机器人具有对称的结构和多自由度的运动状态特性,在环境适应性和运动稳定性上具有优势。本文介绍一种可以用于深海水下探测与救援的新型水陆两栖机器人控制系统的结构和建模方法,根据机器人的运动控制模式,推导出具有6个自由度的动态数学模型,并在动态模型的基础上,建立并评估了两种控制模型。第一种是基于二次型调节器(LQR)的控制器模型,第二种是基于非线性状态反馈(FL)的控制器模型。最后对两种控制模型进行水下实验验证及评估,从而证明两种控制器的有效性和优劣性。实验表明非线性状态反馈系统在响应时间(LQR=67.5 s,FL=46.5 s)方面都优于有限时域LQR控制器,而LQR控制器在上升时间(LQR=24.5 s,FL=39.8 s)方面更加具有优势。

关键词：球形机器人两栖水下探测非线性反馈二次型调节器

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复合功率分流系统电驱动瞬态最优控制

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汽车与新动力 2025年第1期8卷 32-39页

作者：王晨高骥科力远混合动力技术有限公司上海分公司上海201501

由于传动系欠阻尼,在电机转矩快速且大幅激励作用下,复合功率分流式混合动力汽车在电驱动行驶时易发生传动系扭转振动。为了提升驾驶平顺性,设计了一种基于全状态反馈的二次型最优防抖控制策略:以输出轴转矩变化率、转矩跟踪误差及转矩... 详细信息

由于传动系欠阻尼,在电机转矩快速且大幅激励作用下,复合功率分流式混合动力汽车在电驱动行驶时易发生传动系扭转振动。为了提升驾驶平顺性,设计了一种基于全状态反馈的二次型最优防抖控制策略:以输出轴转矩变化率、转矩跟踪误差及转矩能量消耗为性能指标,通过扩展变换系统状态方程,将输出调节器变换为状态调节器,并求解出最优转矩轨迹;以纯电动快变油门工况为例,对该最优防抖控制策略进行仿真和试验验证。结果表明:相较于主动阻尼防抖控制策略,该策略能进一步降低整车冲击度、齿圈转速波动和转速调节时间。

关键词：传动系统扭转振动驾驶平顺性二次型调节器

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多模型切换控制方法在磁悬浮系统中的应用

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控制工程 2011年第2期18卷 206-209,247页

作者：彭辉高杰中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083

针对磁悬浮装置的非线性及对实时性要求高的特点,对磁悬浮装置构造线性二次型调节器(Linear Quadratic regulator-LQR)并采用多模型切换的控制方法对磁悬浮装置进行实时控制,取得了较好的控制效果。讨论了ARX模型的结构、原理、模型阶... 详细信息

针对磁悬浮装置的非线性及对实时性要求高的特点,对磁悬浮装置构造线性二次型调节器(Linear Quadratic regulator-LQR)并采用多模型切换的控制方法对磁悬浮装置进行实时控制,取得了较好的控制效果。讨论了ARX模型的结构、原理、模型阶次的选择和辨识方法等问题,介绍了状态空间的创建方法和LQR控制器的构造方案,利用实验室现有的试验设备:PC、数据采集卡以及磁悬浮装置,在Matlab/Simulink中组建实时控制模块,对铁球在磁悬浮装置中的位置进行实时控制。并且对磁悬浮球系统在不同信号源给定下的控制效果进行了讨论和分析,针对磁悬浮系统的非线性强的特点提出了多模型切换的控制方法。最后比较了多模型切换的LQR控制方法和传统PID控制方法的控制效果,证明了提出的方法有更好的性能。

关键词：磁悬浮装置二次型调节器 ARX模型 LQR控制器 PID 实时控制

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基于状态反馈的四轮转向叉车LQR优化控制研究

基于状态反馈的四轮转向叉车LQR优化控制研究

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作者：贺妍合肥工业大学

学位级别：硕士

叉车的四轮转向技术是指在后轮转向的基础之上加入前轮转向,以此来达到改善叉车转向特性的目的。四轮转向能减小转弯半径、增强转向灵敏度,从而被广泛接受。基于状态反馈的线性二次型调节器(LQR)的优化控制方案简单,响应速度快,且超调量... 详细信息

叉车的四轮转向技术是指在后轮转向的基础之上加入前轮转向,以此来达到改善叉车转向特性的目的。四轮转向能减小转弯半径、增强转向灵敏度,从而被广泛接受。基于状态反馈的线性二次型调节器(LQR)的优化控制方案简单,响应速度快,且超调量小,目前有将此算法应用到二自由度车辆上,但针对三自由度车辆进行LQR优化控制的研究较少。针对这一现状,给出如下的研究工作。首先,针对叉车的操纵稳定性进行分析,分析质心侧偏角、横摆角速度和侧倾角三个因素对其的影响,并给出这三个因素的估算方法或测量方法。其次,分析叉车的轮胎模型并选取了合适的侧偏刚度。然后在车辆动力学的基础之上建立二自由度四轮转向叉车模型和三自由度四轮转向叉车模型,并分析后轮角阶跃输入下的叉车稳态响应和瞬态响应。最后将基于状态反馈的LQR优化控制算法应用到所建立的叉车模型之上,并在相同的模型下进行比例四轮控制和后轮控制,对比动力学仿真结果,发现所采用的LQR优化控制的综合效果较好,能在保持侧倾角与后轮控制基本一致的条件下,既能减小质心侧偏角,又能增大横摆角速度。总之,合理地选择LQR的权系数矩阵能有效地改善叉车的动力学响应性能,保持更好的车身姿态,从而提高叉车操纵稳定性。

关键词：四轮转向二次型调节器叉车模型动力学仿真分析

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天然气管道基于状态空间模型的控制方法研究

天然气管道基于状态空间模型的控制方法研究

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作者：闫小东中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

天然气长输管道属于大时滞、非线性系统,其运行控制异常复杂。PID控制是目前输气管道自动控制的基础和核心,对于输气管道有重要意义,为了充分应用现有PID控制器,对天然气管道采用副回路为PID控制器的串级控制,寻找并维持管道的最优工况... 详细信息

天然气长输管道属于大时滞、非线性系统,其运行控制异常复杂。PID控制是目前输气管道自动控制的基础和核心,对于输气管道有重要意义,为了充分应用现有PID控制器,对天然气管道采用副回路为PID控制器的串级控制,寻找并维持管道的最优工况。简单管道作为长输管道的一部分,其实时在线控制研究也非常重要。本文对简单管道采用主回路为输出反馈二次型控制器、副回路为PID控制器的串级控制,并用遗传算法优化二次型调节器加权矩阵,求解得到反馈增益系数构成简单管道的闭合回路。得到了压缩机的调节规律,实现管道实时在线控制。借鉴大系统控制器的设计方法,建立天然气管道非线性互联的分布式控制系统模型。把系统拆分成多个子管段,子管段的连接设备压缩机的非理想特性用扇区约束描述。对得到的模型应用LMI工具箱进行求解,得到系统的稳定性分析结果和分布式控制器设计结果,为确定天然气长输管道实时在线控制方案奠定了理论基础。

关键词：输气管道二次型调节器遗传算法分布式控制鲁棒控制

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基于RBF-ARX模型的LQR控制器在磁悬浮系统中的应用

基于RBF-ARX模型的LQR控制器在磁悬浮系统中的应用

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作者：高杰中南大学

学位级别：硕士

磁悬浮系统的控制问题是一个很有研究价值的课题。由于磁悬浮具有“零接触”的特性,应用磁悬浮技术的系统具有无摩擦、无噪声、无需润滑等优点,例如：磁悬浮列车,磁悬浮轴承等。但是磁悬浮系统具有非线性、不确定性等特点,不易被控制,... 详细信息

磁悬浮系统的控制问题是一个很有研究价值的课题。由于磁悬浮具有“零接触”的特性,应用磁悬浮技术的系统具有无摩擦、无噪声、无需润滑等优点,例如：磁悬浮列车,磁悬浮轴承等。但是磁悬浮系统具有非线性、不确定性等特点,不易被控制,控制器的性能亟待提局。RBF-ARX模型为复杂非线性系统的控制提供了一个全新的解决方案。RBF-ARX模型是一种离线辨识的全局模型,它兼有RBF网络对非线性函数逼近精度高、学习速度快和ARX模型结构简单、应用方便的优点,非常适合结合一些基于模型的控制算法处理复杂非线性系统的控制问题,而LQR控制器是一种结构简单易于实现且依赖于模型的控制器。所以基于RBF-ARX模型的LQR控制器会在磁悬浮控制系统中得到比较好的效果。本文遵循物理模型、ARX模型和RBF-ARX模型这一条线索来对磁悬浮系统LQR控制器进行探索。着重研究如何设计基于RBF-ARX模型的LQR控制器,希望能为实际的工业控制问题起到指导意义。本文首先介绍了磁悬浮控制系统的研究背景以及现状。同时对实验室的实验设备——磁悬浮装置的结构和原理作了详细的描述,并且根据其物理特性,经过合理的线性化之后建立了系统的物理模型,根据物理模型对磁悬浮系统做了初步的分析,设计了基于物理模型的LQR控制器。然后,利用PID算法控制磁悬浮系统,采集系统在某工作点的输入输出数据来建立ARX模型,其中介绍了确定模型的阶次、延迟以及创建状态空间的方法。由于磁悬浮系统是非线性系统而ARX模型是一种线性模型,所以提出利用多模型分段控制的方法来扩大控制器的控制范围。最后利用在较大的控制范围内采集的实验数据建立RBF-ARX模型,辨识的方法是利用结构化非线性参数优化方法(SNPOM)来离线辨识和优化模型参数,它利用LMM(Levenberg-Marquardt method)策略和LSM (Least-squares method)策略分别对模型中的非线性参数和线性参数进行辨识和优化。仿真证明,基于RBF-ARX模型的LQR控制器具有很好的性能。

关键词：磁悬浮装置二次型调节器 ARX模型 RBF-ARX模型系统辨识

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组合柔性臂的建模及运动控制

组合柔性臂的建模及运动控制

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作者：李景征南京理工大学

学位级别：硕士

柔性机械臂具有操作灵活、质量轻、耗能低和运动范围广的优点,因此其应用获得越来越广泛的关注。但是由于柔性臂系统同时兼有非线性、强耦合和时变的特点,这使得柔性臂的振动问题尤为突出,给柔性臂的精确定位带来了不便。为了抑制柔性... 详细信息

柔性机械臂具有操作灵活、质量轻、耗能低和运动范围广的优点,因此其应用获得越来越广泛的关注。但是由于柔性臂系统同时兼有非线性、强耦合和时变的特点,这使得柔性臂的振动问题尤为突出,给柔性臂的精确定位带来了不便。为了抑制柔性臂的振动,本文采用组合式结构的柔性臂(简称组合柔性臂),然后再采用二次型原理设计组合柔性臂的运动调节器,通过这两种方式来抑制柔性臂的振动。本文首先运用ANSYS建立组合柔性臂的有限元模型,对模型进行静、动态仿真,同时基于组合柔性臂试验台对组合柔性臂进行静、动态实验。通过仿真结果与实测结果的比较验证了组合柔性臂有限元模型的精确性,进而利用仿真的结果与实测结果研究了组合柔性臂的力-变形特性以及它的抑振性能。然后建立了组合柔性臂的等效动力学模型,利用该模型建立了组合柔性臂的集中参数振动微分方程,并通过二乘法进行参数识别确定了该方程的系数,同时确定了组合柔性臂的形函数以及摩擦耗散函数。考虑到组合柔性臂的摩擦耗散作用,利用带耗散函数的拉格朗日方程建立了组合柔性臂的运动微分方程组,将该方程组线性化转变为状态方程的形式,并基于此状态方程采用二次型最优控制原理设计了组合柔性臂的运动调节器。最后利用MATLAB/SIMULINK分别对组合柔性臂和整体柔性臂在无调节器和有调节器控制的两种情况下的运动进行仿真。仿真结果显示采用组合式结构柔性臂,并利用二次型输出调节器对它的运动进行控制可以取得良好的抑振效果。

关键词：柔性机械臂有限元二次型调节器仿真

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双无人机协同搬运的力位混合控制方法

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应用科技 2021年第6期48卷 51-57页

作者：周东升杨忠廖禄伟徐浩许昌亮张秋雁南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016 贵州电网有限责任公司贵州贵阳550002

针对单架无人机(UAV)存在的负载能力有限和尺寸限制等问题,研究了一种基于物理耦合和隐式通信方式的双无人机力位混合协同搬运控制方法。在双无人机搬运系统运动学与动力学建模的基础上,给定主机期望的运动轨迹,从机采用力估计方法感知... 详细信息

针对单架无人机(UAV)存在的负载能力有限和尺寸限制等问题,研究了一种基于物理耦合和隐式通信方式的双无人机力位混合协同搬运控制方法。在双无人机搬运系统运动学与动力学建模的基础上,给定主机期望的运动轨迹,从机采用力估计方法感知负载施加的作用力,然后通过导纳控制器生成从机的理想运动轨迹以适应所受到的力,并将该运动轨迹输入从机的位姿控制器,最终实现从机对主机的高精度轨迹与位姿跟踪。针对无人机间的强耦合性,以及与负载固连产生的不确定性,每架无人机的位姿控制采用了线性二次型调节器(LQR)方法。仿真结果验证了所设计控制方法的有效性。

关键词：无人机协同搬运物理耦合隐式通信导纳控制线性二次型调节器

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采用改进的LQR进行Pendubot系统的平衡控制

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机械与电子 2018年第2期36卷 77-80页

作者：赵海滨刘冲陆志国于清文颜世玉东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

对于非线性、强耦合的欠驱动两杆机器人Pendubot,采用改进的线性二次型调节器(LQR)进行不稳定平衡位置的平衡控制。首先,对Pendubot系统的动力学方程进行分析,并在平衡位置进行线性化。然后,平衡状态下力矩不为0的平衡位置进行控制时,对... 详细信息

对于非线性、强耦合的欠驱动两杆机器人Pendubot,采用改进的线性二次型调节器(LQR)进行不稳定平衡位置的平衡控制。首先,对Pendubot系统的动力学方程进行分析,并在平衡位置进行线性化。然后,平衡状态下力矩不为0的平衡位置进行控制时,对LQR控制器进行改进,设计了一个补偿参数,并给出了补偿参数的详细计算方法。最后,采用建立系统的仿真模型,并通过仿真实验进行验证。实验结果表明,改进的LQR方法能够使系统稳定在设置的平衡位置。

关键词： Pendubot系统欠驱动系统二次型调节器非线性系统平衡控制

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非匹配不确定系统积分型滑模控制器设计

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哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2005年第6期21卷 739-742页

作者：汤仁彪江阴职业技术学院电子信息工程系江苏江阴214400

针对一类非匹配不确定性系统的滑模控制问题,在假设系统不确定性有界约束的情况下,提出了基于Lyapunov稳定的积分型滑模控制方法.通过引入积分项,构造非匹配不确定系统的切换函数,由滑模运动的可达条件,设计系统的积分型滑模控制器(ISM... 详细信息

针对一类非匹配不确定性系统的滑模控制问题,在假设系统不确定性有界约束的情况下,提出了基于Lyapunov稳定的积分型滑模控制方法.通过引入积分项,构造非匹配不确定系统的切换函数,由滑模运动的可达条件,设计系统的积分型滑模控制器(ISMC).采用该方法设计二自由度机械系统的控制系统,并与采用二次型调节器(LQG)的情况相比较,仿真结果表明了积分型滑模控制策略的有效性.

关键词：积分型滑模控制非匹配不确定性二次型调节器切换函数稳定性

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