用最优极点配置确定PID参数

本文从逆最优控制问题解决二阶控制系统的PID参数最优整定,导出了最优极点配置所应满足的条件,根据PID参数与带积分顺馈的垒状态反馈阵之间的关系,提出通过在最优配置区配置极点的方法,一次直接整定满足二次型性能指标达到最小的PID最优参数。     

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。     

具有一对主导极点的最优调节器设计

本文分析了单输入线性定常可控系统开环特征多项式和最优闭环特征多项式与二次型指标中Q阵的关系,提出了一种具有一对期望主导极点的线性二次型最优调节器设计方法,该方法简单,计算容易,便于在实际工程设计中应用。     

应用Boltzmann机实现离散线性二次型动态优化

为了求解线性二次型的动态优化控制问题,提出了一种基于随机神经网络Boltzmann机求解线性二次型动态优化控制问题的方法,将系统的性能指标转化成Boltzmann机的能量函数,将控制序列与网络的神经元相对应,Boltzmann机的稳态对应的就是最优的控制序列.理论研究表明,对于任意时变多变量的线性二次型,都能找到一个相应的。Boltzmann机,它的能量函数与二次型的性能指标等价.仿真试验表明,应用Boltzmann机可实现任意时变多变量系统的线性二次型动态优化控制.     

基于LQR最优调节器的三自由度直升机控制系统

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、非线性和强藕合控制系统.研究分析了三自由度直升机控制系统的数学模型,介绍了线性二次型最优调节器(LQR)的基本原理,并针对直升机控制系统的平衡控制问题,设计了线性二次型最优调节器(LQR)实现对三自由度直升机的最优控制,MATLAB仿真结果表明了该方法有较好的控制效果.     

LQR最优化控制器在精馏塔上的应用

将 LQR（linear puadratic regulator）最优控制的理论研究成果应用到精馏塔上,设计了精馏塔的线性二次最优控制器,并将控制结果与常规PID控制器控制结果进行了比较。仿真证明,在动戊变化过程中,LQR控制器确实能使目标函数得到优化。     

基于幅相裕度参数整定的二自由度IMC-PID导引头伺服系统设计

针对电视跟踪导引头光电平台伺服系统高精度,高频响,鲁棒性和可靠性的设计要求,提出并推导了一种基于幅相裕度参数整定的二自由度内模PID鲁棒控制的方法(IMC-PID).其特点是将PID控制、Smith预估控制、线性二次最优反馈控制等归纳到同一构架之下.利用幅相裕度整定控制器参数,增强了系统的实用性和鲁棒性.同时,文中给出了光电平台的伺服系统组成与硬件构成.仿真和实验表明,二自由度内模PID控制算法具有很好的跟踪特性和抗干扰特性,可以很好的满足系统的各项控制指标.     

基于LQR理论的直线单级倒立摆PID控制仿真研究

针对一级倒立摆不稳定的特性,为其建立了数学模型,并采用双PID控制策略对其进行控制.通过线性二次型最优控制（LQR）理论计算出反馈矩阵K,将K中的参数作为PID控制器的参数.计算机仿真实验结果表明,此方法可以简化PID控制器参数的选取过程,并对直线一级倒立摆系统取得了良好的控制效果.     

电动车辆ABS的改进线性二次型最优控制

为充分利用轮毂电机控制精确和响应迅速的优势,提高电动车辆制动防抱死控制的稳定性,提出一种用于轮毂电机电动车辆制动防抱死系统(ABS)协调控制的改进线性二次型最优控制方法.建立电动车辆纵向动力学模型;结合复合制动系统的协调控制策略,分析现有线性二次型最优控制算法无法用于防抱死控制器设计的原因,提出一种通过构造虚拟阻尼量以及无穷小量来建立黎卡提方程的改进型线性二次型最优控制算法,并据此设计了防抱死控制器.在高附着路面、中附着路面和低附着路面3种不同行驶工况,对分别安装有改进线性二次型最优防抱死控制器和滑模防抱死控制器的电动车辆的紧急制动性能进行了仿真分析.结果表明:在不同附着系数路面行驶工况下,改进线性二次型最优控制算法能够有效提高电动汽车防抱死控制系统的控制精度和响应速度.     

位置定位系统DMC中二次型线性控制

本文深入讨论了位置定位系统双模控制中采用二次型最优线性控制的几个关键问题——线性最优控制规律的确定,线性控制区的划分以及扰动问题的分析等。实验表明,文中提出的方法是有效且切实可行的。     

不确定离散系统最优保价静态输出反馈控制

目的研究在状态空间模型中的状态及控制矩阵中含有范数有界参数不确定线性离散系统的最优保价静态输出反馈控制问题. 方法给出了系统二次代价指标的一个上界,并利用拉格朗日乘子法优化了该界. 结果与结论给出了保证闭环系统二次稳定且使得二次代价指标界达到最小的静态输出反馈控制器存在的充分条件. 并提供了一个求解输出反馈增益的数值算法.     

塔式起重机智能控制系统的最优反馈控制

本文在建立塔式起重机运动的数学模型的基础上，研究了吊重连续摆动补偿和不连续摆动补偿过程，提出小车变幅系统的线性二次型最优反馈控制，在将现代控制理论应用于建筑机械控制系统方面，做了初步尝试．计算机数字仿真及逻辑实验，证明本文的控制方案是可行的．     

广义随机仿射系统的线性二次控制

研究了一类连续时间广义随机仿射系统的线性二次(Linear Quadratic, LQ)控制问题.在定义了广义随机系统稳定性的相关概念后,通过一个线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality, LMI)给出了系统稳定性的条件.然后,利用Riccati方程法分别研究了有限时间广义随机仿射系统的LQ问题和无限时间广义随机系统的LQ问题,得到了有限时间最优反馈控制的存在条件等价于一个推广的微分Riccati方程和一个推广的倒向微分方程存在解,而对应的无限时间最优反馈控制的存在条件等价于一个推广的代数Riccati方程存在解,同时给出了最优反馈控制的显式表达及最优性能指标值.     

Optimal Guaranteed Cost Control via Static Output Feedback for Uncertain Discrete Time Systems

目的研究在状态空间模型中的状态及控制矩阵中含有范数有界参数不确定线性离散系统的最优保价静态输出反馈控制问题．方法给出了系统二次代价指标的一个上界,并利用拉格朗日乘子法优化了该界．结果与结论给出了保证闭环系统二次稳定且使得二次代价指标界达到最小的静态输出反馈控制器存在的充分条件．并提供了一个求解输出反馈增益的数值算法．     

基于微分几何法的车辆半主动悬架控制

为了对某工程车辆半主动悬架进行有效控制,建立了车辆半主动悬架非线性动力学模型.提出了应用微分几何理论并经过非线性状态反馈变换的方法,对半主动悬架非线性系统进行线性化,进而利用线性二次型调节器实现了非线性状态反馈最优控制,并用Matlab/Simulink编程进行仿真实验.仿真结果表明：经过微分几何法线性化处理并应用LQR控制的方法,半主动悬架与被动悬架相比,车辆平顺性有了明显的改善,绝大部分平顺性指标都有10%以上的提升.分析结论可为非线性系统的线性化和车辆悬架半主动控制的研究提供参考.     

用WALSH函数对线性时变系统进行分析和最优控制

本文将序率排列的WALSH函数应用于解线性时变状态方程和线性二次型的最优反馈控制上.导出了正向和逆向积分的运算矩阵.给出了状态方程在已知初值、末值或两点边值条件下的解以及矩阵Riccati方程的解.     

有限时间二次型最优调节器的数值解

通过对有限时间二次型最优调节器设计中矩阵Riccati微分方程的离散化，将微分方程化为代数方程。并将离散化后的代数方程通过变换使之成为矩阵Riccati代数方程的形式，利用MATLMI控制系统工具箱中计算无限时间二次型最优调节器的lqr()函数，编程求解各离散时刻的矩阵Riccati代数方程，从而得到矩阼Riccati微分方程的数值解以及二次型最优调节器最优控制的数值解．     

汽车主动悬架系统的线性二次最优控制研究

为了提高汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性,在建立二自由度1／4整车悬架系统模型的基础上,利用最优控制极小值原理．设计线性二次型最优状态控制器．最后利用MATLAB对主动悬架系统和被动悬架系统进行仿真．实验结果表明：线性二次最优控制的可行性和优越性．     

Optimal tracking control for automatic transmission shift process

In order to improve the shift quality, a linear quadratic optimal tracking control algorithm for automatic transmission shift process is proposed. The dynamic equations of the shift process are derived using a Lagrange method. And a powertrain model is built in the Matlab/Simulink and verified by the measurements. Considering the shift jerk and friction loss during the shift process, the tracking trajectories of the turbine speed and output shaft speed are defined. Furthermore, the linear quadratic optimal tracking control performance index is proposed. Based on the Pontryagin's minimum principle, the optimal control law of the shift process is presented. Finally, the simulation study of the 1-2 upshift process under different load conditions is carried out with the powertrain model. The simulation results demonstrate that the shift jerk and friction loss can be significantly reduced by applying the proposed optimal tracking control method.