基于PID控制器的三自由度直升机控制系统

固高公司的三自由度直升机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.许多现代控制理论的研究人员都将其作为研究对象.本文研究分析了三自由度直升机控制系统的数学模型,并针对直升机控制系统的平衡控制问题,设计了PID控制器,较好地兼顾了系统的鲁棒稳定性和快速性,实现对三自由度直升机的有效控制,HATLAB仿真结果和实验结果表明了该方法的有效性.     

双指标函数线性二次型调节器的理论研究

在线性二次型调节器 (LQR)理论的基础上 ,提出了双指标函数线性二次型调节器(DLQR)以求解一般化的非线性指标函数的最优控制的问题 .除原有二次型目标函数外 ,引入一个新的形式自由的目标函数以清晰表达实际需要和使用搜索算法优化原目标函数的权 .作为应用举例 ,DLQR用于重载汽车前轮舵角补偿控制 (FSAC)模型中确定控制输入 .仿真证明DLQR清晰表达了实际工程需要 ,有效平衡了各种因素 .DLQR大大扩展了LQR的概念和应用范围 ,能用任何形式的目标函数优化系统     

伺服系统的自适应模糊滑模最优控制研究

为提高无刷直流电机(BLDCM)位置伺服系统的动静态性能，提出了一种基于最优线性二次调节(LQR)策略的控制器设计方法.控制器由最优LQR、模糊控制器和滑模自适应调节器组成.依据状态变换和Lyapurnov稳定性定理，通过离线计算得到二次型优化控制初始值作为模糊控制器输入，由滑模自适应调节系统模糊参数降低Lyapurnov目标函数.对所设计的控制器分别作了空载、带负载及改变电机参数的仿真试验.仿真实验结果表明，该方法设计的控制器明显增强了无刷直流电机位置伺服系统的动静态性能、抗干扰能力和鲁棒性.控制输出能快速平稳地跟随参考位置信号.     

汽车稳定性控制中横摆力矩决策的LQR方法

综合跟随理想横摆角速度的方法和抑制汽车质心侧偏角的汽车稳定性控制方法,提出了一种新的最优控制方法。以线性二自由度车辆操纵特性模型为控制目标,基于汽车横摆力矩与车辆状态偏差之间的动力学关系建立了控制系统模型。采用线性二次型调节器(LQR)方法进行了汽车横摆力矩的决策,实现了汽车稳定性控制。在硬件与驾驶员在环仿真试验台上的试验验证了LQR方法的控制性能。     

基于LQR的车道保持辅助控制策略

为减少因车道偏离引发的交通事故,基于二自由度车辆模型,设计基于线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)的车道保持辅助控制策略。在侧向路径偏移和横摆角误差的基础上,增加侧向速度和横摆角速度为状态变量,采用LQR算法控制系统达到稳定的同时,将车辆的状态通过CarSim反馈给控制器,使...     

基于卡尔曼滤波的二级倒立摆LQR控制方法

针对二次型最优控制调节器难以实现对二级倒立摆系统的最优控制问题,本文建立了倒立摆数学模型,并对直线二级倒立摆(线性二次型控制器)(linear quadratic regulator,LQR)进行设计,同时采用卡尔曼滤波对系统的输出做出最优估计,并利用Matlab对未经卡尔曼滤波的调节器系统与前置卡尔曼滤波器的调节器系统进行仿真比较分析,仿真结果表明,应用基于前置Kalman滤波器的控制,比单独用线性二次型最优控制效果更加有效可行:未经滤波时,系统输出受扰动影响大;采用卡尔曼滤波后,系统输出波动小,稳定性好。该研究可以消除噪声给系统带来的抖动影响,具有一定的实用性。     

线性时变系统最优控制解的新方法

对于LQR(具有二次型性能指标的线性最优调节器)问题,求解最优控制律的关键在于求解黎卡堤方程.但对于时变系统,其求解变得相当复杂,从而影响了它的实际应用.本文提出用移位雅可比正交多项式求解,通过直接计算最优反馈律K(t)所需的状态转移矩阵,获得了一个计算K(t)的新方法,它将一个增广型的状态方程转化为一个简单的矩阵代数方程,从而避开了黎卡堤方程求解的困难,并使计算大为简化。     

采用阶跃函数作为扰动形式检验线性最优励磁控制

从分析励磁调节器的实际扰动和线性二次型设计时的扰动方式出发，分析了线性最优励磁调节器存在稳态控制误差的现象。为了使计算机仿真更能接近实际，提出了仿真时用阶跃干扰检验线性最优励磁调节器的方法。仿真结果表明：采用阶跃干扰能模拟出线性最优励磁调节器存在的稳态误差的现象。同时表明：在实用环境里按照线性二次型设计的线性最优励磁调节器是有差调节，为了提高线性最优励磁调节器的性能，必须改进设计。     

用最优极点配置确定PID参数一文的推广研究

建立了二阶控制系统PID调节器与线性二次型最优反馈设计二者之间的联系,推导了线性多变量反馈控制系统关于二次型性能指标最优化在频域内的必要条件,并把用最优极点配置确定PID参数推广到一般情况。     

机载三轴云台的ESO_LQR复合控制方法

针对机载三轴云台在工作时受多种复杂情况干扰的影响,传统的线性二次型调节器(LQR)可能无法快速隔离扰动从而导致系统鲁棒性变差的问题,提出扩张状态观测器(ESO)_LQR复合控制策略,通过ESO实时观测估计云台电机转轴上的非线性扰动并对其进行补偿以提高LQR姿态角控制器的鲁棒性,提高了机载三轴云台系统的控制品质.通过仿真...