双振动电机同步最优控制方法

应用最优控制理论,提出新的双振动电机的相位同步控制策略。双振动电机在振动机械,如振动筛、振动打桩机及振动成型机等,有着广泛的应用。现代的双振动电机以相位控制同步方式工作,而目前采用的主要是主从跟踪式PID控制同步方法。这种方法虽然实现简单,但控制效果较差。基于最优跟踪控制技术,在状态空间中对双振动电机系统的振动频率和相位差同时进行控制,取得了较满意的实验结果。该控制技术可以很方便地被推广到对3台以上的振动电机进行多机相位同步控制中。     

具有条件马尔科夫结构的离散随机系统最优控制

基于Bellman随机非线性动态规划法, 提出了具有条件马尔科夫跳变结构的离散随机系统的最优控制方法, 应用随机变结构系统的性质对最优控制算法进行了简化处理, 并将后验概率密度函数用条件高斯函数来逼近, 针对一类具有条件马尔科夫跳变结构的线性离散随机系统, 给出了其逼近最优控制算法.     

采用带时滞的输入—输出模型的随机最优控制

由于在系统模型中未引入时滞,以及计算量大等原因,尽管随机最优控制有很多优点,但未能成功地应用于过程控制。本文从新的角度,提出一种离散随机最优控制算法,该法采用带有时滞的输入-输出对象模型,而且无需求解Riccati方程和进行谱因子分解。本算法要求很少的计算量,因而易在微型计算机上实现。文中还对系统闭环特性进行分析。     

智能隔震结构序列最优控制Simulink仿真分析

介绍了现有经典控制算法特点及Simulink S-函数实现主动控制仿真的方法。针对地震引发结构受迫振动最优控制问题,借鉴离散系统最优控制Bellman最优法则,提出了基于全状态反馈的主动序列最优控制律。与现有经典控制算法相比,序列最优控制算法增益矩阵具有时变的特点。通过对五层基础隔震结构地震反应控制仿真分析表明,经典最优控制算法和序列最优控制算法都能有效地减少地震反应,但序列最优控制算法具有较强的抗噪声能力且具有良好的鲁棒性能。     

乘性随机离散系统的最优控制

基于对系统随机不确定因素的分析,文中定义了一种新型随机离散系统--乘性随机离散系统,并研究该类系统的线性二次型(LQ)最优控制问题.首先给出了该类系统的有限时间和无限时间LQ最优控制律,并着重分析、证明了无限时间LQ最优控制问题的Riccati方程的正定矩阵解的存在性及相应数值求解算法与收敛性,以及闭环系统的稳定性等问题.仿真结果表明了该方法的有效性.     

带有随机跳跃干扰的线性二次随机最优控制问题

给出一类布朗运动和泊松过程混合驱动的正倒向随机微分方程解的存在唯一性结果,应用这一结果研究带有随机跳跃干扰的线性二次随机最优控制问题,并得到最优控制的显式形式,可以证明最优控制是唯一的.然后,引入和研究一类推广的黎卡提方程系统,讨论该方程系统的可解性并由该方程的解得到带有随机跳跃干扰的线性二次随机最优控制问题最优的线性反馈.     

分离式三维隔震结构与非隔震结构振动台试验对比研究

提出了一种分离式三维隔震结构设计方法,将竖向隔震层和水平隔震层分开布置,实现它们的解耦,进行设计计算时更加方便快捷.根据这种方法制作了一个2层钢框架模型,与非隔震结构模型一同进行振动台试验,对试验结果进行对比分析,试验结果表明分离式三维隔震结构模型加速度反应和层剪力均小于传统结构模型,三维隔震效果良好.     

结构振动控制的新进展

近年来基于控制、计算机、材料和结构力学等领域的新技术使结构振动控制取得了新的进展,同时也带来了一些挑战性的问题。本文从不同角度对结构振动控制进行了分类,介绍了其发展与现状,并对近年来控制理论在结构控制方面的新进展给以综述,最后对有待进一步研究的问题进行了探讨。     

正倒向随机微分方程与一类线性二次随机最优控制问题

讨论一类正倒向随机微分方程解的存在唯一性及其对应的一类线性二次随机最优控制问题,利用单调性方法证明了一类特殊的正倒向随机微分方程解的存在唯一性定理,利用该结果研究一类耦合了一个倒向随机微分方程的线性随机控制系统广义最优指标随机控制问题,得到由正倒向随机微分方程的解所表示的唯一最优控制的显式表达式,并得到精确的线性反馈及其对应的Riccati方程.     

Effects of microscale material randomness on the attainment of optimal structural shapes

Classical procedures of shape optimization of engineering structures implicitly assume the existence of a hypothetical perfectly homogeneous continuum – they do not recognize the presence of any microscale material randomness. By contrast, the present study investigates this aspect for the paradigm of a Michell truss with minimum compliance (maximum stiffness) that has a prescribed weight. The problem involves a stochastic generalization of the topology optimization method implemented in the commercial Altairs OptiStruct computer code. In particular, this generalization allows for the dependence of each finite elements stiffness matrix on the actual microstructure contained in the given elements domain. Contrary to intuition, stochastic material properties may improve the compliance of optimal design. This is because the optimization is performed on a given random distribution, so that the design process has an opportunity to choose stiffer cells and discard those with weaker material. The paper does not aim for a robust design process, but tries to answer a simpler intermediate question: how the random fluctuation of material properties influences a structure that has been designed using classical continuum-based optimization algorithms.     

宽带随机振动控制器的设计与分析

提出了一种随机振动控制器的实现方法,它可以实时地产生高精度随机振动激励信号．采用这种方法得到的宽带随机信号信噪比可达到70dB,可用于精密随机振动台的驱动控制信号．准确地实现了被试验产品的模拟试验．计算机仿真和试验结果证实了该方法的可行性．     

Finite topology variations in optimal design of structures

The method of optimal design of structures by finite topology modification is presented in the paper. This approach is similar to growth models of biological structures, but in the present case, topology modification is described by the finite variation of a topological parameter. The conditions for introducing topology modification and the method for determining finite values of topological parameters characterizing the modified structure are specified. The present approach is applied to the optimal design of truss, beam, and frame structures. For trusses, the heuristic algorithm of bar exchange is proposed for minimizing the global compliance subject to a material volume constraint and it is extended to volume minimization with stress and buckling constraints. The optimal design problem for beam and frame structures with elastic or rigid supports, aimed at minimizing the structure cost for a specified global compliance, is also considered.     

基于特征模型的挠性结构自适应振动控制

航天器是一种由中心刚体和挠性附件组成的刚柔耦合复杂系统，由于系统调姿或外部扰动作用时将引起振动，尤其是在平衡位置的小幅度振动对姿态稳定度和指向控制精度严重影响，并且难以控制．为了解决该问题，采用基于特征模型的黄金分割自适应控制方法，并引入逻辑微分阻尼项进行振动主动控制．建立了刚柔耦合结构实验平台，进行了包括位置设定点及转动振动主动控制的算法实验比较，结果表明，采用的基于特征模型的方法得到了比较理想的振动抑制效果，尤其是对低频小幅值振动的抑制，在相同条件下，与传统控制方法相比，大大减少了振动抑制的时间．实验研究表明采用的算法快速抑制振动的有效性．     

权值优化组合粒子滤波算法研究

重采样粒子滤波算法（Sampling Importance Resampling,SIR）能够克服粒子群衰退现象,但同时减少了粒子的多样性,导致滤波性能下降甚至滤波发散。提出了一种基于权值优化组合的粒子滤波算法（Weight Optimal Combination Particle Filter,WOCPF）,通过在重采样前对粒子权值和粒子群权值的均值进行优化组合,减少重采样中抛弃的粒子数,保持了粒子的多样性,提高了算法的精度。仿真结果证明,粒子数相同情况下,WOCPF算法性能优于SIR算法。     

Multivariable norm optimal and parameter optimal iterative learning control: a unified formulation

This article investigates the two paradigms of norm optimal iterative learning control (NOILC) and parameter optimal iterative learning control (POILC) for multivariable (MIMO) ?-input, m-output linear discrete-time systems. The main result is a proof that, despite their algebraic and conceptual differences, they can be unified using linear quadratic multi-parameter optimisation techniques. In particular, whilst POILC has been naturally regarded as an approximation to NOILC, it is shown that the NOILC control law can be generated from a suitable choice of control law parameterisation and objective function in a multi-parameter MIMO POILC problem. The form of this equivalence is used to propose a new general approach to the construction of POILC problems for MIMO systems that approximates the solution of a given NOILC problem. An infinite number of such approximations exist. This great diversity is illustrated by the derivation of new convergent algorithms based on time interval and gradient partition that extend previously published work.     

半车非线性悬架的非平稳随机振动及控制

研究了1/2车非线性悬架模型在路面随机激励下的非平稳振动响应,并基于随机最优控制理论对其进行主动控制.首先利用等效线性化方法将具有非线性阻尼及迟滞刚度的非线性悬架模型线性化,然后将主动、被动悬架非平稳随机响应进行比较,结果表明非线性主动悬架的性能要优于被动悬架.最后,通过Monte-Carlo数值模拟验证了理论结果.     

CPS中的一种KID组合优化算法

由于信息物理融合系统中网络之间的依赖关系,使得连锁故障现象频繁出现,系统变得脆弱,甚至可能引起网络瘫痪.如何减少连锁故障现象的发生是研究的重点内容.提出一种KID组合优化算法,通过寻求网络中节点的双向外连接数目K、网络内聚度ID(intra-degree)与阈值Pc值(维持网络运行所需要的最小值)的关系,找到K与ID如何组合使得Pc值降低,从而达到减少连锁故障现象的发生、提高网络稳定性的目的.从仿真可以看出:在ID一定的情况下,可以改变K值,使得阈值Pc最低,此时的系统稳定性最好;在相同K、ID组合的情况下该算法比随机分配、单向外连接边等算法更能提高系统的稳定性.     

An optimal control for a flotation circuit

The optimal operation of a flotation circuit, which is used to separate two minerals is discussed. The optimal control of the flotation circuit at Lake Dufault is found to be a bang-bang control, to contain a singular sub-arc, or to be totally singular depending on the various practical constraints. The influence of the time-delay on the optimal control of the flotation circuit is then investigated. Although the influence of the delay is quite significant, the basic structure of the optimal policy remains roughly the same. Thus it is not unreasonable to ignore the delay, although the optimality suffers from this.     

Bilinear optimal control of a Kirchhoff plate

We consider the problem of optimal control of a Kirchhoff plate. A bilinear control is used as a force to make the plate close to a desired profile taking into the account, a quadratic cost of control. We prove the existence of an optimal control and characterize it uniquely through the solution of an optimality system.