检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李连正山东理工大学

学位级别：硕士

汽车悬架系统是汽车的重要减振部件,其中主动悬架系统同被动悬架以及半主动悬架系统相比更加灵活且有效,因此主动悬架系统得到了国内外学者广泛而深入的研究。然而在大多数文献中,对主动悬架控制器的设计往往是基于所建立的线性或非线... 详细信息

汽车悬架系统是汽车的重要减振部件,其中主动悬架系统同被动悬架以及半主动悬架系统相比更加灵活且有效,因此主动悬架系统得到了国内外学者广泛而深入的研究。然而在大多数文献中,对主动悬架控制器的设计往往是基于所建立的线性或非线性模型来进行的。事实上悬架系统是一个典型的非线性系统,且悬架系统在实际运作过程中,其悬架参数会在一定范围内变化,这些参数的不确定性会影响所设计控制器的性能。因此针对主动悬架控制器设计过程中如何克服悬架系统中的非线性特性和不确定性对控制器控制效果造成的影响的研究就显得十分关键。针对主动悬架控制设计中的诸多问题,本文以汽车悬架系统为基础,以加拿大Quanser公司制造的1/4车主动悬架实验台架为重要参考,由简入深的对悬架的主动减振控制方法进行研究,最后提出了一种数据驱动无模型控制主动悬架控制器。具体研究工作如下:(1)对国内外主动悬架减振控制研究进行概述,分析各个控制策略的优点和缺点后,提出了基于数据驱动的无模型控制主动悬架减振控制思路。并根据控制器设计需要对1/4车主动悬架系统进行动力学分析。(2)得到线性二自由度1/4车主动悬架系统模型后。针对建立的线性悬架系统模型,利用LQR控制设计方法以及反演法进行主动悬架减振控制器设计,通过对所设计的控制器进行数值仿真分析以及实验仿真分析后。发现悬架系统中的非线性特性以及不确定性对控制器控制效果有较大影响。(3)通过对基于线性模型的控制器数值仿真与实验仿真的分析结果引出因建立非线性悬架系统模型的必要。再次利用反演法,对得到的非线性1/4车主动悬架系统模型进行减振控制设计。通过对所设计的控制器进行数值仿真与实验仿真分析,发现考虑了模型非线性特性后所设计的控制器性能要优于基于线性模型所设计的控制。但并没有完全克服悬架系统的非线性特性以及不确定性对控制器控制效果的影响。(4)通过对基于模型设计的控制器进行研究后,针对悬架系统难以建立精确数学模型而最终影响控制器控制效果的问题。本文提出了一种基于微分估计的数据驱动无模型控制主动悬架减振控制设计方法。通过对所设计的数据驱动无模型控器进行仿真验证表明,所设计的控制器能使悬架系统输出信号有效追踪理想信号,从而达到悬架系统减振控制的目的。并且能够有效克服悬架系统中存在的非线性特性以及不确定性对控制效果的影响。全文研究及仿真实验表明,悬架系统的非线性特性以及系统存在的不确定性会在一定程度上影响控制器在实验中的控制性能。通过将基于非线性模型设计的模型参考反演控制主动悬架控制器和基于微分估计的数据驱动无模型控制主动悬架控制器搭载到一种蕴含随机噪声信号的悬架中进行仿真可以看到,基于模型设计的主动悬架控制器受随机噪声信号的影响,在冲击路面激励下车身垂直加速度均方根值上升39.46%,在正弦路面激励下车身垂直加速度均方根值上升30.83%;反观基于微分估计的数据驱动无模型控制主动悬架控制器的控制性能未受到添加的随机噪声信号的影响。进而表明数据驱动无模型控制器能够有效克服悬架系统中的不确定性及非线性对主动悬架控制器实际性能的影响。然而因为是基于数据的控制设计,所以其对测量数据的精度有较高的要求,得到相对精确的测量数据依旧是一个难点。总体而言,该数据驱动无模型控制主动悬架减振控制设计能在主动悬架减振控制设计中起到一定的参考意义。

关键词：主动悬架反演控制模型不确定性数据驱动控制代数微分估计

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面向不确定目标跟踪的集群鲁棒协同控制研究

面向不确定目标跟踪的集群鲁棒协同控制研究

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作者：刘子旋电子科技大学

学位级别：硕士

无人机、机器人等运动载体的集群协同控制在工农业生产、灾难救援、地质勘测等领域发挥着重要的作用。一致性是集群系统跟踪、编队等协同控制行为的基础。在实际应用中,运动载体在不同介质中的运动动态普遍呈现为分数阶微分方程的形式,... 详细信息

无人机、机器人等运动载体的集群协同控制在工农业生产、灾难救援、地质勘测等领域发挥着重要的作用。一致性是集群系统跟踪、编队等协同控制行为的基础。在实际应用中,运动载体在不同介质中的运动动态普遍呈现为分数阶微分方程的形式,其模型受到各种因素的影响,存在不确定性。因此研究分数阶模型和不确定性影响下的集群一致性问题具有重要意义。本文首先针对具有模型不确定性的整数阶领导者,在跟随者具有模型不确定性和受到未知扰动条件下,设计鲁棒一致性跟踪控制协议,而后将相关结果推广到跟踪分数阶领导者中,设计出相应的一致性跟踪控制协议。最后,将理论成果应用到四旋翼集群的一致性跟踪控制算法设计中,有效融入相关干扰抑制技术实现集群鲁棒协同控制。本文主要的研究工作及创新性成果总结如下:1.研究模型不确定性条件下集群鲁棒一致性跟踪控制问题。基于神经网络(neural network,NN)估计原理,通过构造Lyapunov函数,在线生成相关估计参量的变化率,实现对领导者动态方程中的不确定分量的估计;此外,分别采用不确定性扰动估计(uncertainty and disturbance estimator,UDE)与神经网络估计技术,对跟随者模型中出现的模型不确定性和外界干扰进行估计,有效抑制了系统不确定分量对控制性能的不良影响,提升了系统鲁棒性。特别的,本文所设计的串级UDE(cascade UDE,CUDE)结构能够分别针对跟随者智能体位置环和速度环存在的干扰进行估计补偿,而后基于反步法设计一致性跟踪控制器。最后,通过仿真实验验证了相关方法的有效性。相比非串级UDE方法,所提方法能抑制各阶不确定分量对系统鲁棒性的影响。2.研究分数阶领导者的集群鲁棒一致性跟踪控制问题。分数阶领导者具有模型不确定性,通过对分数阶函数性质的分析,利用互补对消的方法,对不确定条件下分数阶形式的领导者进行模型改进,并进而应用神经网络估计技术,对领导者中的不确定分量进行估计,为后续设计跟随者集群的一致性跟踪控制协议作铺垫;考虑了跟随者集群自身存在模型不确定性的情况,速度环和位置环均有不确定分量,利用神经网络对其进行估计,将整数阶结论推广,设计出分数阶领导者条件下的一致性跟踪控制协议;另外考虑了集群受到未知扰动时的一致性跟踪问题,应用UDE技术,通过估计补偿的方法,降低了未知扰动对系统鲁棒性的影响,同样将整数阶相关结论进行推广,设计出针对分数阶领导者的一致性跟踪控制协议,最后通过仿真实验验证了两种方法的控制效果及其适用性。3.研究了扰动条件下四旋翼集群的一致性跟踪控制问题。首先,建立了四旋翼六自由度动力学模型,而后基于反馈线性化的方法,对非线性模型进行简化,以应用到前文双积分模型下的理论研究成果,考虑通道模型受到未知扰动的情况,研究了当某通道受到干扰,或某几个通道受到干扰的情况下,四旋翼集群的鲁棒一致性控制方法,将UDE估计器加入到四旋翼内外环的控制模型当中,以补偿未知干扰对系统带来的影响,最后结合PD控制以及反解模块给出欧拉角的控制方法。

关键词：多智能体系统鲁棒一致性控制模型不确定性 UDE 神经网络估计

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特殊情况下养老金固定缴款计划策略

特殊情况下养老金固定缴款计划策略

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作者：曹政天津财经大学

学位级别：硕士

当今人口老龄化的问题已经对社会安全系统的稳定性产生了影响,并让我们再一次认识到了养老金管理的重要性。作为养老金类型中重要的一种,养老金固定缴款计划(DC)相比于养老金固定收益计划(DB)在缓解金融资产的转移压力以及在降低退休后... 详细信息

当今人口老龄化的问题已经对社会安全系统的稳定性产生了影响,并让我们再一次认识到了养老金管理的重要性。作为养老金类型中重要的一种,养老金固定缴款计划(DC)相比于养老金固定收益计划(DB)在缓解金融资产的转移压力以及在降低退休后的参保人员自身长寿风险的背景下都显示出一定的优势。本文中,我们研究了带有返还保险条款的养老金固定缴款计划(DC)的稳健最优化策略,并考虑了养老金参保人员工资的不确定风险以及通货膨胀风险。养老保险计划中的参保人在每一个周期内连续的从不确定工资收入中取出固定的比例存放入养老金账户并可以在退休的时候获得收益。由于保费返还条款的存在,在缴纳保费的积累时期如果参保人员不幸身故则有权利收回先前所积累的保费。养老金的管理者可以将养老金资金池中的资产投资于金融市场,投资标的包括无风险金融资产,通货膨胀指数债券和股票。基金经理被假设为是厌恶不确定性的并且希望在最糟糕的情况下最大化每一位养老金参与人员的最终财富效用。在使用了一个表示积累保费的新变量下并运用动态规划原理,我们得到了一个稳健最优化的投资策略并得到了其对应的值函数。最后在稳健最优化投资策略中关于随机的工资收入,保险的返还条款,以及对于模糊厌恶的态度使用了数值分析的方法并运用图像的方法加以说明。

关键词：养老金固定缴款计划随机通货膨胀率随机工资收入返还性保险条款模型不确定性

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路堤边坡稳定可靠度计算中的模型不确定性分析

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岩土力学 2015年第S2期36卷 665-672页

作者：吴兴正蒋良潍罗强孔德惠张良西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031

基于均质路堤边坡Monte Carlo法的稳定可靠度计算,分析了临界滑面搜索策略和稳定分析方法两类模型不确定性对边坡可靠度的影响特性,讨论了边坡失效概率随土工参数变异性的变化规律。研究表明,选用不同的临界滑面搜索策略所得可靠度结果... 详细信息

基于均质路堤边坡Monte Carlo法的稳定可靠度计算,分析了临界滑面搜索策略和稳定分析方法两类模型不确定性对边坡可靠度的影响特性,讨论了边坡失效概率随土工参数变异性的变化规律。研究表明,选用不同的临界滑面搜索策略所得可靠度结果差异不大,参数滑面法(overall slope)的失效概率略大于均值滑面法(global minimum),但差别对边坡稳定性分析没有实质性影响;土性参数变异水平是影响边坡可靠度的最重要因素,边坡在相同设计参数安全系数下的可靠度指标随参数变异性增大而急剧降低;不同稳定性分析方法对应的安全系数概率密度函数曲线形态基本一致,但失效概率差异明显,因此目标可靠度指标取值应与稳定性分析方法相适应。提出的考虑土工参数变异水平的安全系数取值修正原则,对改进确定性设计的边坡稳定分析技术有积极意义。

关键词：路堤边坡稳定性分析蒙特卡洛法(Monte Carlo) 模型不确定性参数变异性

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小型观测级ROV四自由度运动控制系统研究

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舰船科学技术 2020年第19期42卷 83-89页

作者：杨淼盛智彬王海文殷歌江苏海洋大学电子工程学院江苏连云港222002 江苏海洋大学机械与海洋工程学院江苏连云港222002 江苏科技大学海洋装备研究院江苏镇江212000

本文针对现有的一类小型观测级ROV(Remotely Operated Vehicle)的四自由度运动,提出一种基于径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBFNN)自适应滑模控制方法。考虑了ROV运动时模型不确定因素的干扰,并给出ROV的模... 详细信息

本文针对现有的一类小型观测级ROV(Remotely Operated Vehicle)的四自由度运动,提出一种基于径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBFNN)自适应滑模控制方法。考虑了ROV运动时模型不确定因素的干扰,并给出ROV的模型不确定项。通过引入RBF神经网络算法,对ROV模型不确定项进行了补偿。此外,采用反正切函数替换了经典滑模控制中常用的符号函数,减小了滑模控制的抖动。通过Lyapunov稳定性定理,验证了该系统是全局渐进稳定的。使用Matlab/Simulink仿真软件,证明了RBF神经网络自适应滑模控制方法的可行性。

关键词： ROV RBF神经网络滑模控制模型不确定性

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无人船运动控制方法综述

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海洋科学 2020年第3期44卷 153-162页

作者：裴志远戴永寿李立刚金久才邵峰中国石油大学(华东)信息与控制工程学院山东青岛266580 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

为实现无人船海上自主作业,无人船运动控制的快速性、准确性以及鲁棒性亟待提高。首先从全驱动控制和欠驱动控制角度,分别概括了国内外无人船航向控制、航速控制、轨迹跟踪控制以及路径跟踪控制的主流控制方法。其次,归纳总结了处理海... 详细信息

为实现无人船海上自主作业,无人船运动控制的快速性、准确性以及鲁棒性亟待提高。首先从全驱动控制和欠驱动控制角度,分别概括了国内外无人船航向控制、航速控制、轨迹跟踪控制以及路径跟踪控制的主流控制方法。其次,归纳总结了处理海洋环境不确定扰动的研究进展,包括扰动的建模和消除、抑制扰动的主流方法。最后,总结了无人船运动控制现状与存在的问题,并从工程应用和理论研究两个角度对未来的研究方向进行了展望。

关键词：无人船运动控制模型不确定性环境扰动的处理

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岩土工程最小勘探数据量确定方法

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岩土力学 2019年第A01期40卷 400-408页

作者：田密盛小涛湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

准确地确定岩土设计参数统计特征值诸如均值、标准差是岩土工程可靠度分析与设计的重要前提。在满足岩土设计参数统计特征值计算精度条件下,文中提出了岩土工程最小勘探数据量的确定方法,定义了相对误差和相对变异性指标衡量岩土设计参... 详细信息

准确地确定岩土设计参数统计特征值诸如均值、标准差是岩土工程可靠度分析与设计的重要前提。在满足岩土设计参数统计特征值计算精度条件下,文中提出了岩土工程最小勘探数据量的确定方法,定义了相对误差和相对变异性指标衡量岩土设计参数统计特征值计算准确性。系统地分析了静力触探试验数据量对砂土有效内摩擦角统计特征值计算精度的影响,并且根据相对误差和相对变异性指标确定了静力触探最小勘探数据量。研究结果表明,由静力触探试验间接估计砂土有效内摩擦角时均值相对误差较低,砂土有效内摩擦角相对变异性指标随静力触探试验数据量的增加而降低,即由认知不足引起的不确定性占总变异性的比值随静力触探试验数据量的增加而减小;当砂土有效内摩擦角容许相对变异性指标小于0.2时砂土有效内摩擦角在最大变异(COV=20%)与最小变异性(COV=5%)范围内,满足预定要求所需的最小静力触探试验数据量为10~100;若容许相对变异性指标小于0.3,所需的最小静力触探试验数据量为5~43。此外,间接估计岩土设计参数时经验回归模型不确定性对最小勘探数据量有显著影响。静力触探试验最小勘探数据量随经验回归模型不确定性的增大而增加,在确定岩土设计参数统计特征值时应尽量广泛收集勘探数据并选择精度较高的计算模型。

关键词：勘探数据量岩土参数统计特征值变异性模型不确定性

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持续有界扰动系统的嵌套不变椭圆集鲁棒控制

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计算机仿真 2020年第4期37卷 285-289页

作者：邢丽娟杨世忠青岛理工大学信息与控制工程学院山东青岛266520

为了抑制外部持续有界扰动和模型不确定性对系统稳定性控制的影响,通过不变集理论,采用嵌套不变椭圆集鲁棒控制算法实现系统的快速稳定控制。控制算法分为离线算法和在线算法两部分。离线时根据公式得到一维状态变量序列,通过线性矩阵... 详细信息

为了抑制外部持续有界扰动和模型不确定性对系统稳定性控制的影响,通过不变集理论,采用嵌套不变椭圆集鲁棒控制算法实现系统的快速稳定控制。控制算法分为离线算法和在线算法两部分。离线时根据公式得到一维状态变量序列,通过线性矩阵不等式方法优化得到嵌套不变椭圆集。在线时,根据系统状态变量在嵌套不变椭圆集的位置,构建新的不变椭圆集并计算得到系统的控制律。给出新的不变椭圆集满足系统控制要求的理论证明。通过与不变单椭圆集控制算法进行仿真比较,结果验证了上述算法的有效性,为持续有界扰动下模型不确定性系统的稳定控制,提供一种有效的控制方法。

关键词：嵌套不变椭圆集有界扰动模型不确定性线性矩阵不等式鲁棒

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模型不确定及干扰下固定翼无人机姿态控制

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电光与控制 2020年第1期27卷 85-89页

作者：唐余林达曹立佳刘永春四川轻化工大学自动化与信息工程学院四川宜宾644000 四川轻化工大学物理与电子工程学院四川宜宾644000 徐州工程学院信电工程学院江苏徐州221111

首先给出理想情况下固定翼无人机的姿态动力学模型,然后在此基础上根据动态逆方法设计出无人机姿态控制器,但基于此控制器并不适合实际情况下的无人机模型,原因在于无人机实际模型与理想模型之间存在一定的偏移,即模型不确定,而且在实... 详细信息

首先给出理想情况下固定翼无人机的姿态动力学模型,然后在此基础上根据动态逆方法设计出无人机姿态控制器,但基于此控制器并不适合实际情况下的无人机模型,原因在于无人机实际模型与理想模型之间存在一定的偏移,即模型不确定,而且在实际情况中还存在一定的干扰,因此,在原有无人机姿态控制器的基础上结合模糊神经网络,来补偿无人机运行过程中存在的模型不确定及干扰。

关键词：固定翼无人机模型不确定性外部干扰动态逆模糊神经网络

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模型不确定下无人艇编队鲁棒自适应循迹控制

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华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第8期47卷 71-75,85页

作者：徐海祥廖刚余文曌冯辉武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学交通学院湖北武汉430063

针对存在外界环境干扰和模型中不确定性的编队问题,设计了鲁棒自适应控制.通过计算预定路径上的期望点与船舶当前位置之间的偏差,使用反步法设计路径跟随子控制器,保证每艘无人艇在水平面中沿着参考路径行驶.编队协调子控制器采用鲁棒... 详细信息

针对存在外界环境干扰和模型中不确定性的编队问题,设计了鲁棒自适应控制.通过计算预定路径上的期望点与船舶当前位置之间的偏差,使用反步法设计路径跟随子控制器,保证每艘无人艇在水平面中沿着参考路径行驶.编队协调子控制器采用鲁棒自适应控制方法设计,通过调整跟随艇的速度以实现设定的编队队形,同时自适应地估计出外界环境力和由模型参数不确定导致的系统不确定项的界值.仿真结果验证了所提出的路径跟随编队控制方法的有效性.

关键词：无人艇路径跟踪编队控制模型不确定性鲁棒自适应

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