大规模时滞系统的动态规划模型与优化算法

工业工程中的一些大系统往往具有时滞效应,其最优决策一直是个难题.基于生产计划和生产调度的优化研究,归纳出一类大规模时滞系统的动态规划模型,研究其优化算法.提出条件最优化原理,使动态规划推广到时滞系统的优化中.推导时滞型微分动态规划的递推算法公式,在一定条件下证明了其收敛性.将这一算法用于水厂最优递阶控制的协调级,仿真验证它的可行性和有效性,获得的结果对于水厂节能具有重要意义.所提出的模型与算法可用于更为广泛的场合.     

不确定性振动控制系统响应鲁棒性分析的三种分析方法

由于系统参数的不确定性，可能导致系统控制性能的变坏。因此，在结构振动控制中参数不确定性的概念将起到重要作用。文中讨论不确定性振动控制系统响应鲁棒性问题。系统的不确定参数可用三种模型描述，并给出响应鲁棒性分析的三种方法，最后给出这三种方法的比较，并用一个数值例子说明其应用及有效性。     

灌渠自动控制最优状态观测器的设计方法研究

介绍了灌渠运行控制最优状态观测器的设计方法，将渐近状态观测器引入到状态观测器设计之中．采用对偶原理解决存在渠道水面干扰和测量误差的状态观测器设计问题，最终用最优状态估计技术设计出适合灌渠运行控制的状态观测器。     

基于奇异值和奇异向量的振动信号降噪方法

针对复杂的转子振动信号中同时存在随机噪声干扰和工频噪声干扰的问题,提出了基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法。首先,对振动信号进行奇异值分解(singular value decomposition,简称SVD),根据奇异值谱确定振动信号有效奇异值阶次;其次,对有效阶次范围内的奇异向量进行快速傅里叶变换(fast Fourier transform,简称FFT),依据幅值谱筛选出对应于工频噪声的奇异向量;最后,利用其余的奇异值和奇异向量进行重构得到降噪的时域信号。通过仿真信号和工程试验信号对该方法进行了验证,结果表明,基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法,不但能有效降低振动信号中的随机噪声干扰,还能有效降低工频噪声干扰,同常用的陷波器方法相比所提出方法具有明显优势。     

电液位置控制系统的二次优化

利用最优控制理论对电液位置控制系统进行最优控制时 ,需要确定Q矩阵 ,本文对Q矩阵进行优化 ,求得使系统响应速度最快的Q矩阵 ,利用优化后的Q矩阵对电液位置控制系统进行最优控制 ,提高了电液位置控制系统的精度。仿真分析表明 ,对电液位置控制系统进行优化与最优控制 ,可提高系统的精度 ,缩短响应时间。     

离轴照明Schwarzschild投影物镜的计算机辅助装调方法

介绍计算机辅助装调方法在离轴照明EUVL光学系统中的应用,阐述了一种基于奇异值分解(SVD)的牛顿迭代法来求解失调量。利用该方法对敏感矩阵进行分解,从中分析得到影响不同像差的结构参数的敏感性,并筛选出补偿器,求出相应失调量的大小。在此基础上进行多次模拟装调,证明各种情况都是收敛的,可以实现精密装调的目的。     

基于位姿反馈的三臂空间机器人抓捕轨迹规划

以三臂空间机器人为研究对象,针对经历奇异位形时出现的位姿误差问题,提出一种基于位姿误差反馈的轨迹规划算法。根据系统一般运动学方程并结合动量守恒方程建立系统运动学模型,利用位姿期望指令得到误差运动方程。以关节角速度为控制量,设计了基于位姿误差反馈的控制率,使闭环系统的跟踪误差按指数速度收敛。该方法能够减小机器人奇异点邻域内的位姿跟踪误差,且在离开奇异区域后能完全消除误差。仿真结果证明了该方法的有效性。     

OPTIMUM CONTROL TO A PARTIALLY CONTROLLED TURBOGENERATOR SHAFT TORSIONAL VIBRATION SYSTEM

0 INTRODUCTION*It is well known from theoretical investigation that a mechanical vibration system is controllable. Zero vibration for every modes of a system can be achieved if the control is applied to each mode. Unfortunately，it is impossible to achieve this in engineering practice. For an active vibration control system with many variables，the number of vibration-resistant forces that can be applied is limited. In general，active control is only applied to a few of the most harmful v…     

球形机器人爬坡状态下动力学建模及最优控制器设计

球形机器人作为一种移动式的机器人,不可避免地会遇到爬坡的问题。结合所设计的球形机器人,详细分析其在爬坡状态下各状态变量的描述方法,给出机器人能够爬上坡角的计算公式,并且提出临界摆角的概念。利用基于耗散形式的拉格朗日方程推导出准确描述球形机器人爬坡状态的动力学方程,通过所提出的临界摆角,将动力学方程进行有效地线性化,采用坐标变换的方法来解决方程中的常数项问题,最终系统被转化为状态空间的形式。在机器人系统的全状态可测的情况下,考虑到机器人在爬坡时运动平稳、能耗小是实际需要,设计相应的线性二次型目标函数,最后通过设计状态反馈矩阵控制机器人在坡面上以期望速度进行运动,仿真结果证明了所设计控制方法的有效性。     

基于小波逼近的机械系统非完整运动规划数值方法

机械系统中的非完整约束通常是由不可积的速度约束或不可积的守恒律引起。由于非完整约束的存在,系统的运动控制和规划问题比一般的机械系统要困难得多。机械系统在动量和动量矩守恒且为零的情况下,系统动力学方程可降阶为非完整形式约束方程。基于这样的方程,将系统的控制问题转化为无漂移系统的非完整运动规划问题。针对带有非完整约束的机械系统,导出自由漂浮的空间机器人系统非完整运动模型。利用最优控制技术和小波分析方法,在控制输入中引入小波函数逼近,提出一种非完整机械系统运动规划数值方法。将该方法用于自由漂浮空间双臂机器人系统,仿真结果验证了方法的有效性。     

OPTIMAL CONTROL APPLIED IN AUTOMATIC CLUTCH ENGAGEMENTS OF VEHICLES

Start-up working condition is the key to the research of optimal engagement of auomaticclutch for AMT. In order to guarantee an ideal dynamic performance of the clutch engagement, anoptimal controller is designed by considering throttle angle, engine speed, gear ratio, vehicle accelera-tion and road condition. The minimum value principle is also introduced to achieve an optimal dy-namic performance of the nonlinear system compromised in friction plate wear and vehicle drive qual-ity. The optimal trajectory of the clutch engagement can be described in the form of explicit and ana-lytical expressions and characterized by the deterministic and accurate control strategy in stead ofindeterministic and soft control techniques which need thousands of experiments. For validation of thecontroller, test work is carried out for the automated clutch engagements in a commercial car with antraditional mechanical transmission, a hydraulic actuator, a group of sensors and a portable computersystem. It is shown through     

Linear optimal control of continuous time chaotic systems

In this research study, chaos control of continuous time systems has been performed by using dynamic programming technique. In the first step by crossing the response orbits with a selected Poincare section and subsequently applying linear regression method, the continuous time system is converted to a discrete type. Then, by solving the Riccati equation a sub-optimal algorithm has been devised for the obtained discrete chaotic systems. In the next step, by implementing the acquired algorithm on the quantized continuous time system, the chaos has been suppressed in the Rossler and AFM systems as some case studies.     

正弦信号非零奇异值的变化规律研究

在信号的奇异值分解中,非零奇异值是信号的重要特征参数,其变化对特征提取结果有重要影响。研究了非零奇异值的变化特性,发现随着矩阵维数的增大,正弦信号的非零奇异值并不是单调上升的,而是在上升过程中存在周期性波动。进一步研究发现,这种波动和原信号的频率密切相关,原信号的频率越大,非零奇异值的波动速度就越快。从理论上对非零奇异值的这种变化规律进行了分析,证明了非零奇异值波动的快慢是由正弦信号的频率决定的,而其波动基频是原始信号频率的两倍,并通过数值模拟实例进行了验证。     

液压伺服系统的非线性控制

分析了影响液压伺服系统性能的非线性因素和用线性系统理论控制液压伺服系统所存在的问题;提出了液压伺服系统的非线性控制方法。     

Adaptive fuzzy approach for a class of uncertain nonlinear systems in strict-feedback form

Adaptive fuzzy control is proposed for a class of affine nonlinear systems in strict-feedback form with unknown nonlinearities. The unknown nonlinearities include two types of nonlinear functions: one satisfies the "triangularity condition" and can be directly approximated by fuzzy logic system, while the other is assumed to be partially known and consists of parametric uncertainties. Takagi-Sugeno type fuzzy approximators are used to approximate unknown system nonlinearities and the design procedure is a combination of adaptive backstepping and generalized small gain design techniques. It is proved that the proposed adaptive control scheme can guarantee the uniformly ultimately bounded (UBB) stability of the closed-loop systems. Simulation studies are shown to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

奇异值差分谱理论及其在车床主轴箱故障诊断中的应用

证明采用Hankel矩阵时奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)可以将信号分解为一系列分量信号的简单线性叠加,为了确定其中的有用分量个数,提出奇异值差分谱的概念。差分谱可以有效地描述有用分量和噪声分量的奇异值性质差异,根据差分谱峰值位置可实现对有用分量个数的确定。研究结果表明,当差分谱最大峰值位于第一个坐标时,则表明原始信号存在较大的直流分量,此时根据第二最大峰值位置可以确定有用分量的个数,否则就根据最大峰值位置来确定分量个数。利用差分谱进一步研究Hankel矩阵的结构对SVD降噪效果的影响,指出矩阵列数和噪声去除量存在抛物线状的对称关系。利用基于差分谱的SVD方法对车削力信号进行处理,结果有效地分离出由于主轴箱故障齿轮的振动而引起的调制信号,并根据此信号可靠地定位了故障齿轮。