基于频率整型的电动助力转向路感H_∞控制

考虑到电动助力转向（EPS）存在干扰、噪声等不确定因素,以及对系统鲁棒性和动态特性的要求,建立了电动助力转向路感模型,设计了电动助力转向路感H∞控制器。应用频率加权函数对系统的输出性能进行必要的整型,并进行频域仿真分析。仿真结果表明：相比传统PID控制,H∞控制下的电动助力转向具有更好的系统鲁棒性。加权后的电动助力转向...     

基于遗传算法的EPS系统参数优化

根据纯电动大客车电动助力转向(EPS)系统工作的具体要求,开发了适合纯电动大客车EPS系统使用的循环球式电动助力转向器,建立了纯电动大客车循环球式EPS系统动力学模型及整车二自由度转向模型。在此基础上提出了系统转向路感、转向灵敏度以及转向操稳性的概念,并根据多元函数有约束优化问题的特点应用遗传算法对系统参数进行了优化设计。仿真结果表明:基于遗传算法优化的系统参数提高了系统的转向路感和转向操稳性。     

多轴转向车辆转向系统的H2／H∞混合控制

推导了多轴转向车辆三自由度动力学模型,用Matlab软件和H2/H∞优化控制理论,设计了三自由度多轴转向车辆横摆率跟踪控制的H2/H∞混合最优控制器,建立了理想跟踪目标模型.以三轴转向车辆为对象,分析了该控制器对多轴转向车辆转向性能的影响.仿真分析结果表明,H2/H∞混合最优控制器使得多轴转向车辆具有很好的系统性能,同时保持了良好的鲁棒性能,提高了车辆的转向性能,保证了多轴转向车辆的安全性和操纵稳定性.     

电动助力转向系统的建模与仿真技术

概述了电动助力转向系统(EPS)的结构和工作原理,并介绍了电动助力转向系统助力特性的设计方法。在分析了电动助力转向系统各组成部分数学模型的基础上,构建了基于Simulink的电动助力转向系统仿真模型。采用了PID和直流斩波控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:所设计的助力特性较好地协调了转向轻便性和路感之间的矛盾,同时,电动机实际电流较好地跟踪了目标电流,从而验证了控制策略的有效性。     

直接驱动电动舵机的混合H2/H∞控制器设计

介绍了一种基于有限转角力矩电机的导弹电动舵机的组成及工作原理，针对直接驱动系统易受负载扰动及参数变化影响的特点，利用H2控制保证系统动态性能以及H∞控制在对象存在模型及参数不确定性、未建模动态和有界扰动时可以保证系统全局稳定的特性，设计了舵机的混合H2／H∞控制器。仿真结果及分析表明，系统对参数变化及外部扰动具有鲁棒稳定性和较强的鲁棒跟踪能力。     

H_2/H_∞鲁棒控制器设计的线性矩阵不等式方法

对于一类同时具有H2和H∞性能指标约束的线性系统,基于线性矩阵不等式处理方法(LMI),设计了系统的状态反馈控制器。通过LMI工具箱提供的求解器,可以方便、有效地得到所求控制器的参数化表示。仿真结果表明了混合H2/H∞控制对干扰抑制的有效性。     

时变采样周期网络控制系统混合H_2/H_∞动态输出反馈控制

针对网络化控制系统中出现的时变采样周期和时延现象,讨论混合鲁棒H2/H∞控制性能约束下的控制问题。先通过矩阵Jordan变换,将时变采样周期和时延的不确定性转变为系统参数的不确定性,建立离散时间凸多面体不确定系统模型;然后以线性矩阵不等式的形式,构建参数依赖Lyapunov函数,给出保证系统渐近稳定并满足混合鲁棒H2/H∞性能的动态输出反馈控制器存在的充分条件和控制器的具体参数。数值仿真结果表明所设计的控制器能够保持系统渐近稳定。     

汽车EPS回正工况模糊PID控制及试验

汽车转向盘回正时,存在回正不足和回正超调现象.为了增强汽车电动助力转向系统(EPS)的回正性能,建立了EPS系统动力学模型和汽车三自由度转向模型,设计了回正工况的模糊PID控制,进行了仿真分析和实车试验.结果表明:对回正工况采用模糊PID控制后,30 km/h时的最终残留角为6°,得到改善,60 km/h时的“摆头”现象得到明显抑制,回正不足或回正超调控制得到改善;满足系统的回正性能,提高了系统的鲁棒性能和驾驶手感.     

鲁棒H_∞/H_2控制在水下热动力参数摄动系统中的应用

针对开式水下循环热动力系统动态性能要求很高及动力装置结构参数摄动十分严重的特点 ,采用结构参数摄动系统 H∞ /H2 线性状态反馈控制器的设计方法 ,设计了开式循环三组元水下热动力系统控制器。仿真结果表明 ,该控制器实现了 H∞ 控制与 H2 控制优势的互补 ,控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力及动态响应品质。     

混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统设计

针对系统矩阵和控制矩阵参数不确定性控制问题,提出满足二次稳定和二次性能指标的H∞鲁棒控制器设计方法。以此方法为基础,采用区间模型描述飞行器动力学参数变化特征,给出一种能够满足二次稳定和二次性能指标要求的混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统方案,仿真验证了控制器设计方法和混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统的可行性。     

带不确定性离散系统H_∞鲁棒控制

对于具有不确定性的离散系统 ,提出了 H∞ 鲁棒控制问题。应用离散系统 H∞ 范数与 Ric-cati不等式的关系 ,提出了考虑具有不确定非线性摄动离散系统的 H∞ 鲁棒性能设计准则 ,并给出了对于这样的被控对象的反馈控制器设计方法。     

H_∞PSS设计中加权函数的选择及模型降阶

基于H∞鲁棒控制理论的基本原理,设计了电力系统稳定器,克服了传统电力系统稳定器(PSS)鲁棒性差的缺点。针对H∞PSS设计中,权函数的选择较困难,以及H∞PSS阶数往往很高的缺陷,提出了选择权函数时较为通用的方法,以及基于Gram矩阵的均衡降阶方法,并说明了当直接从MATLAB工具箱得到的H∞PSS不是最小实现模型时,如何降阶。为了与传统PSS进行比较,针对单机无穷大系统受到扰动后发生低频振荡的例子,给出了几组仿真试验结果。结果表明H∞PSS能够在较大的运行范围内抑制振荡,显示了良好的鲁棒性。     

模糊PID控制的助力模式对操纵稳定性影响分析

电动助力转向系统(EPS)设计中最重要的是助力控制模式的控制器设计。在PID控制的基础上引入了模糊控制,提出了基于模糊PID控制的助力控制模式;应用TruckSim和Simulink建立EPS联合仿真模型;采用常用的操纵稳定性开环和闭环两种评价方法进行PID控制和模糊PID控制仿真对比试验,研究模糊PID助力控制模式对EPS性能及整车操纵稳定性的影响。开环评价对比试验结果表明:模糊PID控制器的助力性能较好,但操纵稳定性略差一些。闭环对比试验表明:EPS助力控制模式能有效地提高转向系转向轻便性,模糊PID控制器作用下的操纵性和汽车行驶安全性较好。认为模糊PID控制器下的助力控制模式助力性能好于PID控制器,模糊PID控制器更适合EPS助力控制模式。     

船舶电站同步发电机H_∞调压器的仿真研究

船舶电力系统电压的稳定性主要取决于船舶电站同步发电机调压系统的电压响应特性.为了抑制负荷的扰动,提高同步发电机调压系统的动态性能,本文将H∞控制理论应用于同步发电机调压系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H∞控制问题.首先分别建立相复励装置和无刷励磁同步发电机的数学模型,然后建立采用H∞调压器的同步发电机调压系统的数学模型.针对外部干扰和模型的不确定性,H∞调压器的设计可以归结为混合灵敏度问题.在分析同步发电机模型不确定性的基础上,合理地选取加权函数,通过解Riccati方程,得到H∞调压器.计算机仿真结果表明,本文设计的H∞调压器能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效地提高系统的动态性能和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统电压的稳定性.     

空间飞行器大角度姿态机动混合H2/H∞控制

提出一种基于平方和优化的空间飞行器大角度姿态机动混合H2/H∞控制方法.为适应飞行器大角度姿态机动的要求,采用修正的Rodrigues参数描述卫星的姿态运动,并将飞行器姿态运动学和动力学方程转化为线性参数可变(LPV)系统;为降低设计的保守性,通过引入附加松弛变量,提出一种系统矩阵与Lya-punov矩阵分离的混合H2/H∞性能准则;基于该性能准则,运用Lyapunov方法和平方和优化技术,推导出飞行器大角度姿态机动混合H2/H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并将混合H2/H∞控制器设计问题转化为具有平方和约束的参数优化问题.     

二维离散系统的H_∞滤波仿真研究

基于Roesser模型对二维离散系统的H∞滤波问题进行研究,讨论了二维H∞滤波器的设计方法。针对任意能量范围内的噪声输入,二维H∞滤波器能保证噪声衰减的水平。应用LMI(线性矩阵不等式)方法和黎卡提不等式方法处理二维H∞滤波问题。设计基于观测器的H∞滤波器,最后通过图像处理的相关实例进行结果仿真验证。仿真结果表明,滤波误差系统的频率响应低于指定的H∞噪音衰减水平,滤波效果明显。     

基于完整性鲁棒容错技术的汽车电动助力转向系统控制器研究

为提高汽车电动助力转向系统（EPS）的可靠性与安全性,将完整性鲁棒容错控制技术应用于EPS系统反馈控制器的设计中,得到了具有鲁棒稳定性的控制器。基于Lyapunov稳定性理论,首先研究了存在参数摄动的线性连续系统对传感器失效具有完整性的鲁棒容错控制律,得到了闭环系统鲁棒可镇定的充分必要条件,给出了其设计方法和设计步骤,以及给定参数下的数字仿真实例。仿真结果表明了在该容错控制器作用下,既可以保证电动助力转向系统对传感器故障的不敏感性,即仍能在部分传感器存在故障条件下稳定运行,而且还使得该闭环EPS系统对于允许的预先给定的参数不确定性具有鲁棒稳定性。     

AMESim在悬架转向集成模型中的应用

在建立车辆半主动悬架(SAS)和电动助力转向(EPS)动力学模型的基础上，分析悬架系统和转向系统的状态耦合变量，运用MATLAB/Simulink和机械液压仿真软件AMESim搭建SAS+EPS的集成控制模型，通过创建S函数实现AMESim和Simulink的接口互连.联合仿真结果表明，集成控制下车身的垂直加速度和侧倾角均有所降低，车身姿态得到抑制，车辆的操稳性和平顺性均优于悬架或转向的单独控制效果.AMESim和Simulink的联合应用为底盘系统的集成控制提供了一种新的研究方法.     

H_∞控制的状态空间方法与H_∞状态反馈控制

本文给出了H∞控制问题的状态空间及其存在条件，引出了H∞控制问题的状态空间解法，对这些解法进行了比较概括的陈述，并对H∞状态反馈控制及其最优解作了一些探讨。     

基于串级MPC和EPS的集成驾驶员转向车道线保持

针对电动助力转向( EPS)作为转向执行机构的车道线保持的控制系统设计及保留驾驶员对车辆操控问题,提出基于串级模型预测控制( MPC)和EPS集成驾驶员转向的车道线保持系统. 在车道线识别视觉系统空间,建立车道线保持状态空间模型,设计基于MPC的车道线保持控制器( LMPC) . 建立EPS状态空间模型,设计基于MPC的EPS车辆前轮转角控制器( EMPC) . LMPC与EMPC经逆转向机构模型组成串级控制结构. 分析驾驶员转向对车道线保持控制的影响,进而通过保留驾驶员对车辆控制来提高处理紧急事件的能力. 仿真结果表明:在不同车速和不同曲率道路下,该控制策略均能快速消除横向位置偏差和航向角偏差,保证车辆沿着车道线行驶,具有较好的适应性和鲁棒性. 驾驶员转向可以改善车道线保持和提高车辆主动安全性.