基于道路友好性的汽车主动悬架LQG最优控制方法

为分析悬架控制对汽车道路友好性的影响,基于简化的二自由度1/4车辆模型,设计了主动悬架LQG最优控制器,并在MATALB/Simulink环境下建立了主动悬架道路友好性仿真模型.基于改善汽车道路友好性的需要,采用层次分析法确定各性能指标权重,并利用Simulink/SRO模块对悬架控制参数进行优化.仿真结果表明,相对于被动悬架,主动悬架能有效降低汽车轮胎动载荷,从而提高道路友好性,且优化后的主动悬架道路友好性能更优.

海洋平台地震响应的LQG控制

提出了将 LQG 控制及独立模态空间控制应用于结构主动控制的新方法.该方法首先利用平衡降阶法对结构进行降阶,然后在模态空间中采用 LQG 控制策略对结构进行控制;同时结合复模态理论和虚拟激励法,给出了系统分析的有效途径.最后以海洋平台地震响应的主动控制为例,验证了方法的有效性.

LQG／LTR在飞机高度保持／控制模态中的应用

高度保持/控制模态是飞机自动飞行控制的一种重要模态,介绍了LQG/LTR的基本原理和设计方法,建立了控制模型,在高斯的条件下设计了飞机的高度保持/控制模态的线性二次型控制律;用鲁棒工具箱进行参数求解,在MATLAB环境下进行了系统的仿真验证,仿真结果表明:对于大气扰动等外界高斯过程干扰和高斯量测噪声的情况下,系统具有较强的鲁棒稳定性和跟踪性能。

连续体系桥梁的主动及混合控制抗震研究

为研究连续梁桥及刚构桥的主动及混合控制抗震效果,以某4×50m单箱预应力混凝土桥为例,采用基于支座初始刚度的LQG主动控制法进行抗震研究。采用MATLAB编程,建立空间梁单元有限元模型,通过震动控制仿真平台NLAHC1.0对有限元模型施加LQG主动控制,加入主动施力器及传感器,采用模态缩减技术及Kalman滤波器建立控制模型,对连续梁桥和刚构桥的墩底横桥向弯矩及支座的剪力～位移曲线进行分析,并提出了一种新的改进控制法。结果表明：主动控制抗震方法能显著减小刚构桥的墩底弯矩,而混合控制抗震方法不能有效减小连续梁桥的墩底弯矩;考虑支座非线性引起的结构刚度矩阵变化,改进控制法对混合控制连续梁桥的减震效果明显。

状态反馈H_∞控制在二级倒立摆平衡系统中的应用

应用Ｈ∞状态反馈和Ｋａｌｍａｎ滤波相结合的方法，对二级倒立摆平衡系统进行控制。仿真研究表明：二者相结合构成的控制器，在模型参数摄动且有干扰信号作用的情况下，比ＬＱＧ控制具有更强的鲁棒稳定性和抗干扰能力。

柔性耦合隔振系统主动控制方法的仿真研究

针对柔性耦合主动隔振系统,本文采用阻抗/导纳方法和矩阵传递法相结合的方法,建立了包括被隔离设备、电磁式主被动一体隔振器和柔性基础在内的柔性耦合系统的数学模型。并在此基础上,应用线性二次型高斯控制方法(linear quadratic Gaussian,LQG)对隔振系统进行了主动控制器的设计,最后通过仿真证明了控制方法的有效性。

多编组铰接车辆的平顺性时域分析与优化

为了分析优化多编组铰接车辆的平顺性问题,建立了考虑悬架非线性阻尼特性的n节编组铰接车辆的振动模型,采用粒子群算法对影响车辆平顺性的关键参数(悬架非线性阻尼参数)进行了优化,并提出了一种基于车间铰接约束力补偿和线性二次高斯(linear quadratic Gaussian,LQG)控制相结合的主动悬架控制方法。以车体的垂向、侧倾和俯仰振动加速度均方根作为车辆平顺性关键评价指标,采用B级路面以不同速度对4节编组车辆实施仿真分析。结果表明:随车速增加车辆平顺性变差,且存在首车至尾车车体垂向振动加速度均方根依次变大等振动特点,且通过悬架参数优化与采用主动悬架控制后,车辆平顺性得到明显提高——车辆在垂向、侧倾和俯仰方向的振动加速度均方根分别减少了48.29%,24.79%和54.44%。

直升机着舰飞行控制仿真研究初探

本文介绍了直升机的着舰过程和特点,以及舰船运动特性及其对直升机着舰的影响,分析了着舰飞行控制系统在着舰过程各个阶段的不同任务和要求,最后提出一种着舰飞行控制系统的设计方法和一个很好的仿真工具。

压电智能结构振动主动控制传感器/驱动器的位置优化设计

应用ANSYS软件对压电智能结构建模,并计算其模态圆频率。采用D优化设计准则,并对该准则进行简化,用一种简单的方法将所选择的低阶模态振型转化为归一化形式,最后,仅用结构模态振型就可确定压电元件的最优位置,有效的避免了布置的随机性。考虑到粘贴压电元件对主体结构动力学特性的影响,该文采用线性二次型高斯(LQG)最优控制方法,设计Kalman滤波器,对模型过程噪声和量测噪声进行过滤。最后,该文以压电智能悬臂梁为例给出了系统的阶跃响应曲线,验证了此方法的有效性。

基于变压充电方法的直线电机式馈能型半主动悬架控制

针对以直线电机作为执行器的馈能型半主动悬架控制方法复杂与效果差等问题,结合变压充电控制原理与方法,提出一种利用单相等效模型求解充电电压的方法,设计了馈能型半主动悬架控制系统,用于控制直线电机式馈能执行器;建立了1/2车4自由度动力学模型和变压充电控制直线电机模型,采用LQG控制策略求解理想馈能阻尼力;将联接有整流桥的直线电机理论模型等效为单相电机模型,计算了电机单相等效模型反电动势、电磁推力系数、电阻与电感参数;采用充电电压求解控制器,以悬架相对速度和理想馈能阻尼力作为输入求解实际充电电压,进而实现执行器馈能控制;以被动悬架和理想半主动悬架作为比较对象,分析了馈能型半主动悬架性能与馈能效果。分析结果表明:与被动悬架相比,馈能型半主动悬架与理想半主动悬架的综合性能指标分别减小38.97%和45.42%,前后悬架实际馈能阻尼力与理想馈能阻尼力的相关系数分别为0.967 4和0.976 8,并且前后悬架振动能量的56.7%和62.1%被回收进蓄电池中,因此,采用基于单相等效模型与变压充电方法控制的馈能型半主动悬架能够回收大部分悬架振动能量和改善汽车的行驶平顺性。