LQ问题加权阵的选择

本文用 Riccati 代数方程最大解阵的存在性及其性质给出二次型指标中 Q 阵的选择方法。这种方法使闭环系统的极点位于理想的区域,因此能使系统既具有极点配置的特性,又具有最优性,本文给出的方法是递推性的,可归结为易于用计算机求解的一系列线性矩阵代数方程。     

基于ILQ理论的多目标渐近跟踪问题

针对多目标跟踪问题中系统的耦合现象,提出了一种基于逆线性二次型(ILQ)的新控制方法。ILQ方法根据受控系统的状态空间表达式和期望的闭环极点求出最优反馈矩阵和调节系数,随着调节系数趋向无穷大,系统的闭环极点无限趋近于期望的极点;不必选取加权矩阵简化了设计的过程,渐近性使系统具有较强的鲁棒性。结合某热连轧活套控制系统,阐述了ILQ设计的一般步骤。Matlab仿真和实际应用表明,ILQ控制具有很好的控制效果,并具有很强的在线调节能力。     

二次型最优离散系统的两个必要条件

本文给出了线性定常二次型最优离散系统的两个必要条件,得到了单输入单输出系统开环特征多项式系数a_i和最优闭环特征多项式系数b_i与权阵Q之间的直接关系,所得结论有益于设计一个具有指定闭环极点的最优控制系统。     

连续系统线性二次型期望极点配置问题的研究

本文以线性二次型性能指标中的加权矩阵和最 优闭环系统在频域内的解析关系为基础,提出了一种新的期望极点配置方法．该方法的主要 优点是不必求解复杂的矩阵Riccati方程也可很容易地确定满足指定闭环极点配置要求的状 态反馈矩阵．本文还讨论了指定闭环极点的选择方法,并用例子说明这种极点配置方法的有 效性和简便性．     

旋臂式倒立摆的控制设计与仿真

针对旋臂式倒立摆的稳定控制问题,建立了二阶旋臂式倒立摆系统的数学模型,运用连续系统线性二次型最优控制理论,设计了旋臂式倒立摆控制系统的线性二次型调节器,使倒立摆系统在闭环状态下稳定。运用Matlab进行仿真,通过与传统的极点配置方法相比较,发现最优控制效果更好。     

一种新的最优控制系统设计方法

本文采用LQ逆问题方法得到了一种新的最优控制系统设计方法，推导了线性二次型性能指标中的加权矩功Q与开环特征多项式，最优闭环特征多项式之间的关系。并研究LQ逆问题解的存在性和唯一性问题。只要给定期望的闭环极点，即可确定与之对应的加权矩阵Q，从而获得一个具有指定闭环极点的最优控制系统。     

二次型最优控制系统鲁棒特征结构配置的计算机辅助设计

本文根据系统极点的鲁棒性与特征向量的关系,构造了一个以配置鲁棒特征结构为目标,并具有线性二次型最优控制为约束条件的最优化问题。解此最优化问题,即可得到具有鲁棒特征结构的二次型最优状态反馈。本算法无需首先确定二次型性能指标中的加权阵Q、R。由此算法确定的状态反馈阵所构成的闭环系统的极点,将位于设计者所指定的希望极点附近,并具有较强的鲁棒性。根据本文提出的算法,用 FORTRAN-80 语言建立了 CSCAD程序,并在 IMS-8000 微机上调试通过。     

非线性系统具有圆盘极点约束的鲁棒模糊控制

针对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散非线性系统,研究其具有圆盘极点约束的鲁棒模糊控制问题．采用T—S模糊模型逼近实际的离散非线性系统,结合并行分布补偿法和二次型性能指标,导出了保证闭环系统鲁棒稳定且所有极点配置在预先指定圆盘中的二次圆域稳定保性能控制器的存在条件,并将最优保性能控制器的设计问题可归结为求解一个线性矩阵不等式的凸优化问题．最后的仿真结果验证了设计方法的有效性．     

线性二次型最优控制闭环系统极点的必要条件

本文推导了线性二次型(LQ)最优控制闭环系统极点应满足的必要条件,以及与加权阵Q和R的等式关系。     

线性二次型最优控制闭环系统极点的必要条件

本文推导了线性二次型（LQ）最优控制闭环系统极点应满足的必要条件，以及与加权阵Q和R的等式关系     

一种改进的输出反馈特征结构配置方法在飞翼飞机增稳系统设计中的应用

针对常规输出反馈特征结构配置方法不能完全保证闭环系统稳定性的问题, 提出一种改进的输出反馈特征结构配置方法. 该改进的算法通过引入二次型性能指标, 将闭环系统的稳定性问题转化为线性二次型最优控制问题,从而保证闭环系统的稳定性; 考虑到采用特征结构配置方法所设计的闭环系统鲁棒性不强, 给出保证系统鲁棒性的条件, 以解决系统鲁棒性问题. 最后, 通过在飞翼飞机上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.

     

线性定常系统的综合性最优控制问题

本文讨论了具有二次型性能指标的线性定常系统的降低性能指标灵敏度、降低轨迹灵敏 度和配置闭环极点的综合性最优控制问题,提出了新的综合性能指标,从而得到了易于计算 的结果;解决了多参数变化时降低轨迹灵敏度的综合性最优控制问题;推导了闭环特征值对 Q阵的梯度阵公式,提出了一种配置互异的全部闭环极点Q阵算法,并给出了算例.     

用输出反馈配置鲁棒极点*

本文讨论了线性定常多变量系统在时域上用输出反馈配置鲁棒极点的问题。用输出反馈配置极点时,有一些自由度,可以利用这些自由度指定特征向量。本文给出一种数值方法,它用于选择一组尽可能正交的特征向量,使闭环系统矩阵A+BKC尽可能接近正规,从而使闭环极点对于矩阵的系数变化是鲁棒的。     

Design of cascade controllers for zero assignment in multivariable systems†

The paper describes a method for the design of a constant cascade controller to assign some zeros and numerator coefficients of the (open or closed-loop) transfer function matrix of a linear multivariable system. The cascade controller does not affect the poles of the system which can be positioned prior to the zero assignment. The requirements on the transfer function matrix for arbitrary assignment of some zeros and numerator coefficients are discussed. The cascade controller is calculated from sets of simple linear equations and thus the method is computationally very efficient. An interactive computer programme is described for the computer-aided design of cascade controllers. Finally, two simple numerical examples of zero assignment in open-loop and closed-loop systems are worked out in detail to illustrate the method.     

Robust tracking control for an air-breathing hypersonic vehicle with input constraints

The focus of this paper is on the design and simulation of robust tracking control for an air-breathing hypersonic vehicle (AHV), which is affected by high nonlinearity, uncertain parameters and input constraints. The linearisation method is employed for the longitudinal AHV model about a specific trim condition, and then considering the additive uncertainties of three parameters, the linearised model is just in the form of affine parameter dependence. From this point, the linear parameter-varying method is applied to design the desired controller. The poles for the closed-loop system of the linearised model are placed into a desired vertical strip, and the quadratic stability of the closed-loop system is guaranteed. Input constraints of the AHV are addressed by additional linear matrix inequalities. Finally, the designed controller is evaluated on the nonlinear AHV model and simulation results demonstrate excellent tracking performance with good robustness.     

离散线性周期系统的模型匹配

考虑离散线性周期系统的模型匹配问题, 提出一种基于参数化极点配置的模型匹配方法. 该方法从时域的角度出发, 采用周期状态反馈, 使得闭环系统充分接近目标系统. 由于所采用的参数化极点配置算法提供了充分的自由度, 所提出的方法能够实现零误差匹配. 数值算例验证了所提出算法的有效性.

     

An iterative algorithm for pole placement by output feedback

An iterative algorithm is proposed for solving the pole assignment by output feedback problem for an nth-order l-input m-output linear system. The algorithm uses a full rank feedback gain matrix and requires only linear equations of low dimension to be solved at each iteration. Application of the proposed algorithm allows all n closed-loop poles to be almost exactly assigned provided that the iterations converge so that deviations of the resulting closed-loop poles from the respective desired values become less than some user-specified tolerance, and m×t⩾n. Examples are provided to illustrate the applicability of the proposed method