应用控制系统设计工具箱PIMCSD求解卫星编队重构问题

利用线性时变系统终端约束最优控制方法,为椭圆轨道卫星编队的队形重构控制问题设计了均衡耗能最优控制器.由于描述椭圆轨道卫星编队相对运动的Lawden方程是时变方程,给卫星编队重构的最优控制器设计带来一定的困难.利用基于精细积分算法的控制系统设计工具箱-PIMCSD进行系统设计,求解卫星编队重构所需的时变最优反馈控制律和前馈控制律,最后给出了由三颗卫星组成的编队队形重构控制仿真计算结果.     

精细积分在时滞车辆悬架最优控制中的应用

针对车辆悬架系统中状态和输入存在时滞的最优控制问题,结合科茨求积分和线性插值的精细积分法,将系统的状态方程引入到Hamilton体系下进行研究.依据最优滤波问题和带有时滞的观测器的双重准则,将时滞问题转换成非时滞问题,从而在全状态下对其方程进行精细积分求解.对带有时滞的114车辆悬架模型进行数值仿真,并与经典的数值算法进行比较分析.仿真结果表明,该方法具有很高的计算精确度和稳定性,并为车辆悬架系统的动力学分析提供了新的方法和手段.     

一类不稳定时滞过程的最优控制

本文对控制能量存在约束条件下一类不稳定时滞过程的最优控制问题进行了探讨. 首先基于不稳定过程的互质分解, 由敏感度函数和控制敏感度函数定义了一个包含跟踪误差和控制能量在内的性能指标, 然后应用谱分解最小化该性能指标, 从而为一类不稳定时滞过程导出了一种最优的控制器设计方法, 可使系统在控制能量存在约束时获得最优的控制性能. 仿真研究进一步说明了该方法的有效性.     

被动目标定位系统观测平台的最优机动轨迹

对仅有方位量测的被动目标定位中观测平台最优机动轨迹问题进行了探讨.在最大化Fisher信息阵 (FIM)行列式指标下给出了当前时刻一种新的机动控制策略,从理论上证明了最优机动轨线有且仅有2支,并给出了最优机动策略和最优机动轨线方程;它的特点是对任意时刻均为最优,而不仅仅在观测时间的末端,几何直观描述了机动控制序列的可执行性;与最大化方位变化率下观测平台最优机动轨线相比较,本文的机动策略兼顾了距离和方位2个因素的影响,可看成是对距离信息和方位信息之间的折中.数字仿真表明,与传统方法比较,提出的新机动策略能获得更大的信息.     

椭圆参考轨道指定区域最优交会研究

研究了椭圆参考轨道指定区域最优交会问题。为了实现在指定区域完成最优交会,采用以参考轨道真近点角为自变量的线性化时变Tschauner-Hempel交会动力学模型,按照设定的真近点角交会域和最优二次性能指标设计最优交会控制,加权矩阵随真近点角变化。为方便指定区域最优控制问题求解,采用区段混合能法递推求解时变黎卡提矩阵微分方程和状态轨线。对远距、近距异面交会和共面交会三种情况设定不同的交会域进行了仿真研究,结果表明方法能保证在设定的真近点角域内完成交会,交会控制能耗小,精度高。     

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。     

时变需求下生产与库存系统的最优控制决策方法

针对供应链中库存随着需求的变化可能导致的积压和对生产(或采购)产生的不利影响,为了更好地协调生产(或采购)并减少产品库存,本文研究了以生产为中心的一类基于库存约束和动态线性时变需求下的多品种、多周期、多循环的生产与库存的最优控制模型,结合应用最优控制理论,给出了一种采用切比雪夫多项式逼近和高斯.切比雪夫数值积分对最优控制问题进行数值求解的方法.最后,对某一时变需求情况下的模型应用MATLAB软件进行了求解,得到了生产(采购)与库存的最优控制策略,有效地保证了供应链系统的持续稳定的循环.     

二级倒立摆的建模与MATLAB仿真

通过对二级倒立摆结构构成及平衡控制问题的分析,给出基于牛顿力学定律的数学建模方法,并应用二次型最优控制理论实现二级倒立摆控制。根据MATLAB仿真结果表明,建模方法可行,采用二次型最优控制对系统进行控制,能满足控制系统稳定性、鲁棒性要求。     

第27届中国控制会议圆满闭幕

第27届中国控制会议近日在昆明闭幕,大会主题为“21世纪的控制理论和技术”,在系统理论与控制理论、自动化和信息技术、最优控制与优化等30个方面展开学术研讨与交流。     

疫情沿交通工具跨区域扩散建模及最优控制

交通运输系统在服务民众的同时也为疫情沿跨区域传播扩散提供了载体.鉴于此,研究疫情沿多种交通工具跨区域扩散模型及最优控制问题.考虑人口空间状态、迁徙过程、疫情状态和交通工具特征,构建多区域迁徙-疫情扩散耦合动力学方程,并分析其扩散性质.综合考虑应急资源的有限性,进一步建立基于本地与迁徙隔离政策的动态最优控制模型.数值计算对比分析不同管控策略组合下疫情的扩散速度与范围,验证疫情扩散模型和最优控制策略的有效性.结果表明:疫情可以借助交通工具快速扩散;仅对单一交通工具实施管控措施可以快速降低疫情跨区域扩散的速度,但对均衡状态的扩散范围影响小.