基于LQG/LTR方法的飞机自动着陆系统设计

用LQG／LTR方法设计的自动着陆系统就拥有较强的鲁棒性，可以抵御强风的干扰．本文简述了LQG／LTR方法的原理，并用该方法设计了某商用飞机的自动着陆系统．仿真结果表明，LQG／LTR方法在一定条件下对于非最小相位系统效果较好，所设计的自动着陆系统在飞机受到大气扰动以及模型摄动等诸多干扰的情况下仍能起到良好的控制作用，可实现较强的鲁棒稳定性．     

LQG/LTR在无尾无人机跟踪系统设计中的应用

针对无尾无人机跟踪系统的特性,加之所研究的是多输人多输出(MIMO)系统,运用LQG/LTR方法进行控制器的控制律设计;仿真效果通过时域分析和频域奇异值伯德图分析相结合的方式实现,仿真结果表明运用该方法所设计出的控制律具有良好的鲁棒性和解耦性,能够较之经典设计方法更好地完成设计要求,设计步骤清晰;这种方法可以应用于其它控制对象。     

航空发动机LQG/LTR多变量控制器实验验证

针对航空发动机这一具有耦合和强非线性被控对象,引入了LQG/LTR多变量控制器设计方法,在介绍其原理的基础上利用该方法设计了某型航空涡扇发动机的LQG/LTR控制器;为了检验所设计控制器的性能,设计了硬件在回路仿真系统,从软件编程和硬件选型构建两方面介绍了仿真系统的设计方法,并利用构建的仿真系统验证了所设计的LQG/LTR控制器具有良好的鲁棒性和抗干扰性,表明LQG/LTR方法适合用于航空发动机多变量控制器设计,所设计的硬件仿真系统能较好的再现发动机及其控制系统的工作过程.     

基于遗传算法优化的模糊PID控制研究

面对具有较强的非线性、不确定性、难以建立精确数学模型的对象控制,常规PID控制器难以达到理想的控制效果,因此就出现了如Fuzzy-PID这样的一种较好的控制方法。然而模糊控制规则和隶属函数的选取有着很大的人为主观性,本文采用改进的遗传算法优化模糊控制中的量化和比例因子,从而优化控制规则和隶属函数使其更加合理,最后对优化后的模糊控制器进行了Matlab仿真研究,结果表明经过优化后的模糊控制器的控制品质有较大的改善和提高。     

基于遗传算法的航空发动机性能曲线逼近

绘制性能曲线是检验航空发动机是否合格的重要工作步骤.利用标准性能曲线板手工绘制往往具有较大的作图和读数误差.变换标准曲线的数值计算方法会带来变换计算量大,求解Y值复杂的问题.求解过程中变换测量点,求出平移和旋转量后,反向变换标准曲线获得实测曲线.通过对平移和旋转量进行编码,采用遗传算法实现了性能曲线逼近.     

基于滑模变结构的发动机转速控制系统

针对工业中传统的发动机PID转速控制系统存在其经常性参数整定不良,运行工况适应性差,且很难同时很好地满足稳态精度、动态稳定性、平稳性和快速性的要求等问题,提出一种基于比例切换函数的滑模变结构发动机转速控制系统。进而介绍了发动机转速控制数学模型,并通过Matlab/Simulink仿真与传统的PID转速控制方法进行对比,验证滑模变结构控制在发动机这种高阶非线性多变量系统中具有响应速度快,超调量小和控制精度高等优点。     

一种航空发动机导叶角度调节器控制方法研究

航空发动机静子导流叶片角度数字电子控制系统的性能和可靠性对发动机的正常工作十分重要;为获得发动机的最优性能,提高飞行可靠性,并保证压气机工作稳定性,文章提出了一种基于RBF (Radial Basis Function)神经网络的PID控制器,构建了3层神经网络数学模型;在AMESim软件平台上,建立了该航空发动机导叶控制系统的数学模型,在Matlab/Simulink中搭建了RBF神经网络控制器;仿真结果表明,在相同参数设置下,本文所设计的控制器与传统PID控制器相比能够实现导叶角度调节器作动筒位移的更加快速、精确控制,表明该控制器设计方法是可行、有效的.     

基于遗传算法的某航空发动机装配车间优化调度

航空发动机装配车间装配生产线的调度问题,是一类比较典型的混合Flowshop问题,同时还带有工件可重人等特点,这就区别于一般的Flowshop和Jobshop调度问题,因此,将可重入混合车间调度问题划为第三类调度问题。关于重入式混合车间生产调度的优化问题通常来说都是属于NP难问题。文中通过某航空发动机装配车间生产线的研究,以最小化最大完工时间为目标函数,借助随机矩阵的编码方式和改进的交叉方法与变异方法,提出了基于遗传算法的调度优化方法。最后实验结果表明,文中提出的改进算法能够有效地实现装配车间调度的优化。     

噪声未知的LQG控制问题研究

对具有未知方差的线性二次高斯(LQG)问题,本文提出了具有学习特点的对偶自适应控制方法.控制器一方面能够控制系统朝着期望的目标运行,另一方面又能对未知参数进行学习,仿真结果表明了控制方法的有效性.     

基于Matlab的GUI设计遗传算法优化软件

简要阐述了遗传算法的基本原理和优化过程,并利用Matlab6．5的图形用户界面(GUI)功能构造遗传算法优化软件包,为遗传算法解决数值优化问题提供了一个简单的GUI平台。数值仿真说明了该软件包的有效性和实用性。     

The LQG/LTR procedure for multivariable feedback control design

This paper provides a tutorial overview of the LQG/LTR design procedure for linear multivariable feedback systems. LQG/LTR is interpreted as the solution of a specific weighted H²-tradeoff between transfer functions in the frequency domain. Properties of this solution are examined for both minimum-phase and nonminimum-phase systems. This leads to a formal weight augmentation procedure for the minimum-phase case which permits essentially arbitrary specification of system sensitivity functions in terms of the weights. While such arbitrary specifications are not possible for nonminimum-phase problems, a direct relationship between weights and sensitivities is developed for nonminimum-phase SISO and certain nonminimum-phase MIMO cases which guides the weight selection process.     

Balanced singular values for LQG/LTR design

Multivariate design methods based on robustness results for the linear-quadratic regulator or for the Kalman filter require selection of either state/control weighting matrices or process/measurement noise covariance matrices that yield loop return ratios satisfying user-specified design criteria. Such criteria include disturbance rejection, command following, closed-loop bandwidth and robustness to unstructured uncertainty. The standard method of achieving this first ‘balances’ the singular values of the return ratio of the design at either zero or infinite frequency. An algorithm is described in this paper for ‘balancing’ these singular values at arbitrary frequencies, providing additional design flexibility.     

Local LQG/LTR controller design for decentralized systems

The LQG/LTR design methodology for decentralized control systems is considered. Upper bounds on the norm of the multiplicative error matrix, that accounts for the interactions between the subsystems, are calculated. A total error function, which may represent the error between the design model and the true system, is defined. A decentralized design methodology, which uses only local models, is presented. It is shown that the stability-robustness requirement and the performance criteria can be checked locally. A design example is presented to illustrate the developed design methodology.     

Stability robustness of uncertain LQG/LTR systems

The stability robustness of uncertain systems designed using full and partial loop transfer recovery (LTR) is considered. A simple example illustrates that applying asymptotic LTR irrespectively of parameter uncertainty can lead to poor robustness properties. The example demonstrates the use of partial recovery to improve stability robustness while maintaining adequate estimator performance     

LQG/LTR procedure using reduced-order Kalman filters

This paper discusses a linear-quadratic-Gaussian/loop transfer recovery (LQG/LTR) procedure using reduced-order Kalman filters by extending known exact-recovery result. The state-space realisation commonly used for reduced-order observer design is employed. The zero structure intrinsic to the realisation is revealed. Asymptotic recovery is achieved using a non-singular reduced-order Kalman filter with a parameterised set of covariance matrices. The proposed procedure provides a systematic method for directly designing reduced-order LQG controllers without additional coordinate transformations. A numerical design example for a simple multivariable plant is presented to compare the proposed design with the standard LQG/LTR design using a full-order Kalman filter.     

基于GA的神经网络预测控制仿真研究及应用

本文针对复杂工业过程中存在的时滞、慢时变、强干扰的非线性控制对象仿真研究了一种利用神经网络作为预测模型,遗传算法作为滚动优化策略的预测控制方法,结果表明对于这类高阶非线性被控对象该方法具有良好的鲁棒性、抗干扰性和抗时变性能,最后结合一个复杂工业过程系统实例讨论了控制系统硬、软件具体实现。     

LQG/LTR methods for linear systems with delay in state

The LQG/LTR (linear quadratic Gaussian/loop transfer recovery) method is discussed, along with related frequency-domain properties for linear systems with delay in state. Based on the frequency-domain inequality and a robust stability condition, the guaranteed stability margin of LQ regulators and the guaranteed nondivergence margin of Kalman filters are obtained. To improve the robustness of LQG regulators, the asymptotic property of the filter gain is investigated and a loop-transfer recovery procedure is suggested with an illustration     

基于遗传算法的TSP优化问题

TSP问题是一个典型的组合优化问题,并且也是一个NP难题,其可能的路径总数与城市数目n成指数型增长,一般很难精确地求出其最优解。这里对BP问题提出了一种改进的遗传算法,通过对遗传算法的评估函数、交叉和变异方法以及参数选择等方面的分析和修改,构造了一种自适应函数以及交叉、变异方法。通过对CHN144的测试,实验结果证明此处提出的方法能更有效的求解TSP问题。     

LQG/LTR设计方法中的可变参数选择

LQG/LTR作为一种常见的多变量控制器设计方法,虽然设计步骤简单,但是设计过程中可变参数的选择却没有明确可行的参考原则,这一点使LQG/LTR方法的推广应用受到极大限制。该文以某型航空涡扇发动机LQG/LTR双输入-双输出控制器设计为例,给出LQG/LTR方法设计中可变参数和权矩阵的选择原则,并分析了按照这些原则所设计的发动机控制系统的性能。运用MATLAB仿真的结果证明,依据文中自由参数的选取方法可以获得理想的控制效果。