二次型最优的有限拍内模控制器设计

针对生产中常见的时滞系统采用2自由度内模控制结构,使用计算机离散控制理论以及最优控制理论,提出了一种综合考虑控制能量及跟踪误差二次型最优的有限拍内模控制器设计方法;从而可以有效地保证系统在有限个采样周期内以较小能量实现良好的跟踪性能,提高控制的精度;然后使用Matlab仿真工具,选用一时滞系统实例进行最优有限拍控制器设计并在simulink下进行系统仿真,结果表明该设计方法可行,控制性能好,且控制器设计简单,调节参数少,具有良好的应用前景。     

有限拍控制研究

设计了一种新的有限拍控制方法.由于控制器结构的改变,改善了开环系统的性质,使具有不稳定极点的被控对象也可以应用有限拍控制,扩大了有限拍控制的应用范围.     

基于内模控制的PID控制器的设计

基于内模控制原理,针对典型的工业过程对象,给出了PID控制器的设计方法,并根据现代控制理论的观点,证明了该方法符合线性二次型最优控制的选型原则,将该方法应用于典型的工业过程对象的仿真研究,结果表明所设计的PID控制系统,只有滤波器的时间常数是需要整定的参数,方法比较简单,并且在系统特性变化的情况下具有很强的鲁棒性和抗干扰能力。此外,该方法在现有的可编程控制器(PLC)、智能仪表、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统中都很容易实现,无需增加硬件投资,具有较高的工程应用价值。     

网络流量系统的有限拍控制

应用控制理论方法讨论了ATM网络的ABR通信中基于速率反馈的流量控制问题.针对网络的传播时延提出了有限拍控制策略,使系统的响应在有限拍的时间内严格地到达稳态,从而使信源发送速率快速响应网络状态的变化,较好地克服了时延对流量控制快速性和稳定性的影响.该方法能有效地避免拥塞发生,同时降低信元丢失率,且结构简单.仿真结果验证了此算法的有效性.     

线性二次型指标下的最优输出反馈问题

本文研究了线性二次型指标下的最优输出反馈问题。根据系统参数,在二次型指标中适当选择状态加权矩阵Q可以将LQ问题的状态反馈解表成输出反馈的形式。文中给出了这种输出反馈解存在的充分性条件。     

线性采样系统二次型最优控制器的MATLAB实现

当被控对象具有较大滞后特性时通常运用采样控制方式进行控制，而线性二次型最优控制又以其综合性、灵活性和实用性受到重视和发展。MATLAB软件的Simulink模块可以快速方便地对控制系统进行建模和仿真。文中通过实例给出了完整的线性采样系统二次型最优控制器的设计过程，简述了连续系统离散化以及线性二次型最优控制器的基本原理、设计方法，并提出了一个Simulink环境下的仿真模型，通过得到的闭环系统的阶跃响应分析了参数变化对最优控制系统的影响。整个设计表明了运用Smulink对采样系统进行设计和分析是完全可行的。     

基于二次型最优调节器的倒立摆系统

该文根据一级直线型倒立摆的系统组成及其工作原理,建立了其状态空间方程。基于该状态空间模型,利用MATLAB求解、设计了一级倒立摆系统的二次型最佳调节器。仿真结果表明了该二次型最佳调节器的有效性。     

线性采样系统二次型最优控制器的MATLAB实现

当被控对象具有较大滞后特性时通常运用采样控制方式进行控制,而线性二次型最优控制又以其综合性、灵活性和实用性受到重视和发展.MATLAB软件的Simulink模块可以快速方便地对控制系统进行建模和仿真.文中通过实例给出了完整的线性采样系统二次型最优控制器的设计过程,简述了连续系统离散化以及线性二次型最优控制器的基本原理、设计方法,并提出了一个Sirmulink环境下的仿真模型,通过得到的闭环系统的阶跃响应分析了参数变化对最优控制系统的影响.整个设计表明了运用Simulink对采样系统进行设计和分析是完全可行的.     

一般型最优有限预见控制及其在地形跟踪中的应用研究

提出一种新的预见控制方法——一般型最优有限预见控制方法,并将其应用于巡航导弹地形跟踪控制系统的设计.将参考信号和干扰信号考虑成更一般的形式,在其自相关函数值已知的条件下,得到了一般型有限预见伺服系统设计问题的最优解.通过仿真证实,采用该方法设计地形跟踪系统,可以明显地改善巡航导弹的地形跟踪性能.     

有限时间二次型数值算法研究及其应用

为了实际需要和学术发展的要求,研究了以倒立摆为控制对象,通过闭环网络形成的反馈控制系统的随机传输时延的最优控制问题。在求解有限时间最优控制律过程中,通过矩阵Raccati方程的离散变换,利用Matlab中计算无限时间二次型最优控制器的LQR函数,从而求出有限时间LQR问题的数值解。通过仿真结果证明,研究的方法能够使倒立摆系统最终稳定,从而说明提出的算法对于求解有限时间LQR问题是有效的。     

基于MATLAB的双极型矩阵变换器的无差拍控制算法实现

为了解决模型预测控制在双极型矩阵变换器控制中的开关周期不固定以及空间矢量调制控制策略的动态性能较差,提出了使用无差拍控制算法控制双极型矩阵变换器.无差拍控制通过预测模型对输出电压矢量以及电源电流矢量进行最优矢量组选择并进行调制.该方法良好地控制输出与输入电流波形,且对直流侧的电压有优化作用,动态性优异,对于网侧电流也有正弦化的作用.MATLAB作为算法的仿真实验软件,仿真结果有力地证明了该算法的理论研究.     

柴油调合在线优化内模控制

根据某炼油厂加工不同外来原油时的柴油谳合生产实测数据，建立了以柴油组分油流量和倾点为输入参数、柴油倾点为输出参数的柴油调合ＲＢＦ神经元网络模型，该模型能较 品倾点值；提出了闭环优化控制策略。     

NCS系统中二自由度内模控制器的优化设计

针对网络化控制系统中网络时滞与对象模型不确定性,提出了一种二自由度内模控制器的优化设计方法。该控制器能够实现设定值跟踪与扰动抑制过程解耦,同时在对象模型失配情况下,系统具有较强的鲁棒稳定性。对于控制器的参数采用了混沌算法进行优化,以直线伺服系统为对象的仿真实验证实了此方法的可行性。     

二次多项式型非线性系统的最优控制

讨论含有二次多项式项的一类非线性系统的最优控制问题,通过将最优化性能指标展开为状态分量的高阶泰勒级数形式,并运用比对系数的方法将含有高阶张量的微分方程转化为常见矩阵微分方程组的形式进行求解,得到优化问题的近似解。最后通过仿真算例与灵敏度算法的结果比对,指出高阶泰勒级数展开算法在速度上优于灵敏度算法。     

Stable and Quadratic Optimal Control for TS Fuzzy-Model-Based Time-Delay Control Systems

For the finite-horizon optimal control problem of the Takagi-Sugeno (TS) fuzzy-model-based time-delay control systems, by integrating the delay-dependent stabilizability condition, the shifted-Chebyshev-series approach (SCSA), and the hybrid Taguchi-genetic algorithm (HTGA), an integrative method is presented to design the stable and quadratic optimal parallel distributed compensation (PDC) controllers. In this paper, the delay-dependent stabilizability condition is proposed in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Based on the SCSA, an algebraic algorithm only involving the algebraic computation is derived in this paper for solving the TS fuzzy-model-based time-delay feedback dynamic equations. In addition, by using the SCSA, the stable and quadratic optimal PDC control problem for the TS fuzzy-model-based time-delay control systems is replaced by a static parameter optimization problem represented by the algebraic equations with constraint of the LMI-based stabilizability condition, thus greatly simplifying the stable and optimal PDC control design problem. The computational complexity for both differential and integral in the stable and optimal PDC control design of the original dynamic systems may therefore be reduced considerably. Then, for the static constrained optimization problem, the HTGA is employed to find the stable and quadratic optimal PDC controllers of the TS fuzzy-model-based time-delay control systems. A design example of the stable and quadratic optimal PDC controllers for the continuous-stirred-tank-reactor system is given to demonstrate the applicability of the proposed integrative approach.     

Mixed Constrained Infinite Horizon Linear Quadratic Optimal Control

For a given initial state, a constrained infinite horizon linear quadratic optimal control problem can be reduced to a finite dimensional problem [12]. To find a conservative estimate of the size of the reduced problem, the existing algorithms require the on‐line solutions of quadratic programs [10] or a linear program [2]. In this paper, we first show based on the Lyapunov theorem that the closed‐loop system with a mixed constrained infinite horizon linear quadratic optimal control is exponentially stable on proper sets. Then the exponentially converging envelop of the closed‐loop trajectory that can be computed off‐line is employed to obtain a finite dimensional quadratic program equivalent to the mixed constrained infinite horizon linear quadratic optimal control problem without any on‐line optimization. The example considered in [2] showed that the proposed algorithm identifies less conservative size estimate of the reduced problem with much less computation.     

不确定线性系统鲁棒二次最优控制的时频域方法

利用时域和频域结合的方法,讨论了线性不确定系统鲁棒二次最优控制问题;提出了线性不确定系统鲁棒二次最优的概念,并证明了有关性质,建立了鲁棒回差方程,阐述了鲁棒二次最优控制系统的分析和综合方法;最后给出了工程应用设计实例。     

随机伺服系统自适应二次最优组合控制

本文基于极点在线优化原理和随机过程理论,针对缓时变随机伺服系统提出一种参数自适应和二次性能最优的组合控制.这种控制形式简单、运算量小,能较好地适应系统的时变特性,并保持系统在不同参数与工况下具有最佳跟踪性能.文章讨论了控制的收敛性,并通过仿真和应用实例显示这种控制的有效性及良好的鲁棒性.     

基于加权核范数最小化的矩阵填充模型

协同过滤是目前推荐系统最常用的技术之一,相比于传统的推荐技术具有一定优势,但其缺点是受用户对商品评价的稀疏性制约,现阶段一般利用矩阵填充技术来解决这一问题。主要研究了基于低秩的矩阵填充模型,针对原有模型解对所有奇异值用同一值收缩的问题,提出了一种加权核范数最小化模型以提高核范数灵活度,给出了该模型用收缩算子可得到全局最优解的相关定理及证明,同时对模型的另一种形式在求解过程中的迭代收敛性进行了证明。用凸优化主流算法在两种真实数据集上进行的实验表明,改进后的模型一定程度上提高了计算速度与准确性。