四轮转向车辆操纵稳定性的最优控制策略研究

为提高四轮转向汽车的操纵稳定性,提出一种联合后轮转向和横摆力矩的最优控制方法.从7自由度四轮转向整车模型出发,建立车辆转向的线性化简化模型和理想模型,并基于二次型最优控制理论推导出前馈控制器和反馈控制器.仿真结果表明:在低速和高速行驶工况下,相比传统的前馈控制,基于最优设计的前馈控制器能改善车辆的行驶姿态,而实施前馈加反馈的最优控制方法可获得更优的理想模型跟踪控制性能,实现了零侧偏角控制目标,同时横摆角速度的控制误差也很小,使得汽车具有更好的行驶轨迹、速度保持能力和稳定状态,进一步提高了车辆的操纵稳定性.     

基于GA的两轮自平衡小车LQR最优控制器设计

针对传统LQR最优控制器权重矩阵确定困难以及由此导致的响应速度慢等问题,以具有多变量、强耦合、非线性特点的两轮自平衡小车为被控对象,提出了一种通过遗传算法实现LQR控制器参数寻优的方法。选择线性二次型性能指标为目标函数,利用遗传算法的全局优化搜索能力,获取权阵Q的最优解,从而设计状态反馈控制率K,搭建系统动力学模型进行仿真实验。实验结果表明:该方法设计的最优控制器相对于传统的极点配置和LQR方法具有更好的控制效果,系统响应速度更快,超调更小。     

温室大棚温湿度跟踪切换最优控制器

温室大棚中的温湿度系统具有非线性、耦合关系强和滞后等特性,为了实现对温室的温湿度控制,建立了基于能量和质量平衡的温室大棚环境机理模型.针对温室大棚控制系统的非线性,对多个工作点系统进行线性化,得到了一组线性系统模型.基于切换思想,在不同工作点附近采用不同的系统模型参数;基于线性二次型性能指标,设计了温湿度跟踪切换最优控制器,并通过共同Lyapunov函数法验证了该切换系统的稳定性.仿真结果表明,设计的控制器可以很好地实现对温湿度目标值的跟踪控制.     

基于最优控制理论的智能车辆轨迹生成方法

为了能够生成适应不同道路环境的动态轨迹,在最优控制理论的基础上进行了改进,在方法中建立了包括3个常用评价指标:时间、消耗能量和距离障碍物最短距离的动态评价函数,研究了不同权重系数对轨迹特征影响的规律,进而得出了启发式权重调整规则和调整流程。仿真结果表明,本文提出的基于最优控制理论的轨迹规划方法是有效可行的,得出的权重调整方法是正确的,使用本文方法可以生成适用于不同道路环境的动态行驶轨迹,且轨迹满足多种约束条件。     

DMF回收过程控制器性能评价

控制器性能评价多以最小方差方法作为基准,但在实际工业过程中由于控制器受自身结构的影响,很难实现最小方差控制。基于最优控制理论,采用PID控制器可达到的最小方差来评价其性能,使评价结果更加适用于工业应用的要求。在DMF回收过程的计算机控制系统结构框架下,利用Win CC的脚本语言开发了控制器性能评价监控系统,运行结果验证了可该方法的实用性和有效性。     

基于AT89C52单片机的智能花卉培育系统

市场上已有的绝大多数花卉培育装置,仅仅只对花卉生长环境的单个影响因素分别进行检测和控制,而并未使得花卉处于最佳的生长环境。在本设计中,在调查了花卉所需生长环境的基础上,综合利用AT89C52单片机、DS18B20温度检测模块、GY-30光照强度检测模块、土壤湿度检测模块和LCD1602液晶显示模块等,实现了对花卉生长环境的实时监测和显示并达到最优控制的功能。     

基于细菌觅食算法的多线圈电- 机械转换器双模控制技术研究

针对提升电-机械转换器快速响应特性的技术需求,提出了新型三线圈结构电-机械转换器。通过建立的电-机械转换器数学模型,提出采用细菌觅食算法来寻找时间最优解,并基于此方法设计了砰-砰与比例-积分双模控制器。分析与仿真结果表明,相对于传统单线圈电-机械转换器,采用双模控制器的三线圈电-机械转换器,其响应时间从8.5 ms缩短至2.5 ms,震荡和超调不超过5%,可知该技术能够实现响应特性,前景良好。     

执行依赖启发式动态规划PMSM控制策略研究

永磁同步电机算法中的PID参数固定不变,自适应能力较差;近似动态规划具有自学习能力,能动态调整参数,增强系统的自适应能力;文章将近似动态规划中的代表性算法——执行依赖启发式动态规划与类PI网络相结合,根据环境反馈对各个策略进行评价,选取评价最优的策略在线调整动作网络参数,对永磁同步电机进行自适应最优控制;仿真结果表明,执行依赖启发式动态规划加PI控制算法在系统速度变化和负载变化过程中,动态效果和稳态精度优于传统PID控制.     

Modeling and robust discrete LQ repetitive control of electrically driven robots

Discrete linear quadratic control has been efciently applied to linear systems as an optimal control.However,a robotic system is highly nonlinear,heavily coupled and uncertain.To overcome the problem,the robotic system can be modeled as a linear discrete-time time-varying system in performing repetitive tasks.This modeling motivates us to develop an optimal repetitive control.The contribution of this paper is twofold.For the frst time,it presents discrete linear quadratic repetitive control for electrically driven robots using the mentioned model.The proposed control approach is based on the voltage control strategy.Second,uncertainty is efectively compensated by employing a robust time-delay controller.The uncertainty can include parametric uncertainty,unmodeled dynamics and external disturbances.To highlight its ability in overcoming the uncertainty,the dynamic equation of an articulated robot is introduced and used for the simulation,modeling and control purposes.Stability analysis verifes the proposed control approach and simulation results show its efectiveness.     

单相航空PWM整流器研究与设计

研究航空整流器优化设计,针对单相电压型PWM整流器直流侧电容选择以及控制系统设计的问题,为提高控制系统电流稳定性和响应特性,提出了直流侧电容因瞬态过程中输入及输出功率不平衡而引起电压波动的解决方法.分别采用两种不同方法设计控制系统并比较,选择其中基于ITAE最优控制模型法作为控制系统电流环调节器的设计方法,采用频域校正法作为控制系统电压环调节器的验证方法.在确定各元件的取值原则与控制系统参数的条件下,在Matlab上建立仿真模型,并进行仿真,验证参数选取的合理性与控制系统设计的优越性.