通信延时环境下基于观测器的智能网联车辆队列分层协同纵向控制

考虑通信延时影响的车辆队列控制问题,提出一种基于观测器的分布式车辆队列纵向控制器.首先,基于分层控制策略分别设计上下层控制器,通过上层控制器优化期望加速度、下层控制器克服车辆模型非线性实现期望加速度和实际加速度的一致.上层控制器设计过程中,基于三阶线性化车辆模型,考虑观测器、车辆动态耦合特性和通信延时,提出一种通信延时环境下基于观测器的车辆队列控制器,利用观测器估计领导车辆加速度信息从而减轻通信负担.然后,利用Lyapunov-Krasovskii方法分析车辆队列的稳定性,并得出通信延时上界,同时利用传递函数方法分析了串稳定性.最后,通过数值仿真验证上层控制器的有效性和稳定性.在此基础上,利用PreScan软件中高保真车辆动态模型,验证了该分层控制策略的有效性.     

非线性模型预测控制的现状与问题

模型预测控制的主要优点是能显式并优化处理控制量和状态量的约束。为此,主要围绕非线性预测控制的算法、稳定性鲁棒性、对偶问题和流动时域估计的最新研究成果进行综述,并阐述了理论与应用方面有待进一步研究的几个主要问题。     

大规模多移动机器人合作任务的分布自主协作系统

以大规模多移动机器人觅食任务为背景,探讨了在分布式协作体系结构下系统任务级的协作与行为级的协调问题．提出了一种动态任务分配机制,在缩短任务完成时间的基础上减少了系统通信量并解决了任务死锁问题．同时,设计了一种基于预测的冲突消解方法,使机器人能够对动态障碍物进行精确避障．最后,通过仿真实验验证了上述方法的有效性．     

具有未知干扰输入系统的滚动时域估计

针对具有不确定干扰输入信息系统,讨论了一种滚动时域估计(moving horizon estimation,MHE)方法.在系统含有未知干扰输入的基础上,利用最小方差无偏特性,得到了不受不确定输入影响的估计器.再融合预测控制的滚动优化原理,把系统的硬约束直接表述在优化问题中,并在每个采样时刻通过极小化优化问题的性能指标,估计出系统的初始状态和作用在系统上的扰动.仿真时与递推滤波方法比较,结果表明,MHE能处理系统约束,具有比递推滤波方法更好的估计性能.     

主动队列管理的约束H_∞状态反馈控制方法

考虑Internet网络的时滞、物理量变化复杂、物理约束等因素,将主动队列管理问题(AQM)描述为约束系统的干扰抑制问题,运用约束H1控制理论设计AQM鲁棒控制器.首先将时变且不可准确测量的可用链路容量建模为已知名义常值加上未知时变干扰;同时考虑网络中存在的物理约束,利用双椭圆域方法将时域硬约束转化为一组LMI约束;最后通过求解LMI约束的优化问题得到状态反馈增益,解决网络拥塞控制系统的干扰抑制问题.同时与随机早期检测(RED)和PI算法的仿真结果比较显示,约束H1状态反馈控制器降低了链路容量的不确定性对系统动态特性的影响,提高了AQM算法的鲁棒性.     

汽车行驶状态参数估计研究进展与展望

准确而实时地获得汽车的行驶状态参数信息是实现汽车主动安全控制的关键问题,也是车载故障诊断的重要技术之一.随着估计理论的发展,利用车辆上已装备的传感器获得汽车行驶状态信息,进行汽车行驶状态参数估计是近年来的研究热点.本文首先给出汽车系统中需要进行估计的状态参数的分类及现有估计方案;然后对现有的各种汽车行驶状态参数估计方法加以综述,并分析了各种方法在汽车行驶状态参数估计方面的优缺点;最后对汽车行驶状态参数估计的进一步研究提出几点展望.     

缸内直喷汽油机的自抗扰轨压跟踪控制器设计

获得期望的共轨压力是保证缸内直喷发动机(GDI)稳定工作和喷油量精确控制的一个重要前提. 本文针对缸内直喷汽油发动机轨压控制问题, 首先通过动力学分析建立了共轨燃油喷射系统的数学模型; 由于系统中存在有较强的非线性和不确定性, 采用基于模型但对模型的精确形式依赖较小的自抗扰控制技术设计轨压跟踪控制器,其中线性扩张状态观测器(ESO) 对系统存在的总扰动和不确定性进行了估计, 非线性误差反馈控制(NLSEF) 则采用反馈补偿实现扰动的抑制. 最后, 通过给定不同的参考轨压对控制器的有效性进行验证, 仿真结果表明控制性能是满意的.     

基于观测器的直流伺服电机速度控制

针对直流伺服电机速度控制中经常出现的电机参数变化和外部扰动导致系统性能下降的现象,将外来的扰动转矩和由电机参数变化产生的扰动转矩结合起来,提出了一种等效外来扰动转矩观测器,并基于此观测方法,进而采用电流反馈控制消除观测误差。给出了该速度控制方法的详细推导过程。仿真数据验证了其切实有效性,     

中立时滞微分系统的无偏H∞滤波

研究一类中立时滞微分系统的无偏H∞滤波问题.基于线性矩阵不等式技术设计无偏H∞滤波器,使得滤波误差系统是渐进稳定的,同时满足其传递函数的H∞范数最小或小于某一给定的正数γ.同标准的H∞滤波方法相比,无偏H∞滤波方法简化了滤波器的设计过程,而且滤波误差系统的稳定性独立于中立时滞微分系统.仿真结果表明该方法的有效性和可行性.     

基于滑模观测器的汽车轮胎力级联估计方法

提出了一种新型的基于滑模观测器理论的汽车轮胎力级联估计方法．首先基于单轮滚动动力学模型,以车轮转动角速度及驱动力矩作为输入,针对每个车轮的纵向轮胎力设计了纵向轮胎力滑模观测器．又采用了简化的车辆2自由度模型,以纵向轮胎力估计值、 前轮转角、 侧向加速度及横摆角速度作为输入,分别设计了前、 后轴侧向轮胎力滑模观测器．最后,为验证所设计的观测器的有效性,应用高保真车辆动力学软件veDYNA进行了仿真研究,并与扩展卡尔曼滤波（extendedKalman filter,EKF）方法进行了对比分析．实验结果表明,基于滑模观测器的车辆轮胎力级联估计方法具有更高的准确性．