基于LQG理论的液压主动悬架仿真研究

建立了伺服方向阀构成的液压主动悬架系统的单轮数学模型，将系统最优控制问题归结到标准ＬＱＧ问题后，通过仿真，得出了在有诸多约束的情况下，用普通的液压伺服系统也能得到较好的振动控制效果的结论，并对全状态反馈控制与输出反馈控制进行了讨论。

基于LQG/LTR方法的结构振动AMD控制Benchmark模型仿真分析

LQG/LTR方法是基于回路传输恢复技术的LQG方法的简称,该方法是为了克服一般的LQG方法稳定裕量低发展而来,该控制方法的优越性已在土木工程结构振动控制领域得到了初步体现,文中主要是结合AMD控制Benchmark模型,对该控制方法在传感器正常工作时和几种失效情况下的控制效果进行仿真分析,仿真结果表明该控制方法具有很好的控制效果并同时兼具较好的稳定性和鲁棒性。

非部分嵌套信息结构的LQG动态队决策问题的可解性(Ⅱ)

本文讨论非嵌套信息结构的递阶队决策问题和控制均享信息结构的LQG分散控制问题,文中首先证明这两类问题的信息结构都是“部分控制嵌入”的,进而给出最优策略(或控制)存在的充要条件和当此条件成立时最优策略(或控制)的表达式。

具有学习特点的控制器设计算法

对于普遍存在的具有未知参数的随机最优控制问题,本文提出了一种具有学习特点的控制器设计算法.该算法用Kalman滤波估计系统的未知参数,在滚动优化机制下用动态规划获取控制增益,为了赋予控制器的学习特点,在LQG控制律中附加使下一时刻估计方差最小的学习控制分量.仿真结果表明了算法的有效性.

子结钩链及LQ控制的能量代数

从子结构链与 ＬＱ控制相模拟的理论推知各种能量四元表示的等价性，指出能量表示也可以变换到 Ｓｉｍｐｌｅｔｉｃ矩阵的表示；反之亦然。能量的四元表示是一种代数体，其乘法规则就是连续消元运算，并指出这就是辛矩阵的乘法规则。能量代数的提出有利于数学家的介入，在理论上进一步推动结构力学与最优控制及哈密尔顿体系的联系。

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。

一类混合不确定系统的对偶自适应控制

在具有未知常数且状态能够精确测量的线性二次型高斯(linear quadratic Gaussian, LQG)问题中,因为参数估计和控制增益存在耦合,所以分离定理不再成立,导致控制律无法获得解析解.为此,提出了一种对偶自适应控制方法,首先建立参数估计的状态空间模型,利用滚动动态规划获得控制增益,用Kalman滤波对未知参数进行估计,解决了估计增益与控制增益相互耦合的问题,进而设计了具有次优性质的控制器.该控制器既能优化控制目标,又能对未知参数进行有效学习.仿真结果表明了所提控制算法的有效性.

基于卡尔曼滤波的液压主动悬架控制研究

汽车的液压主动悬架系统在控制过程中不可避免的受到噪声的影响。应用卡尔曼滤波对系统的状态向量做最优估计,并应用到系统的全状态反馈控制中,可以有效的提高系统的鲁棒性。文章给出了卡尔曼滤波的应用条件,对单一LQR调节器系统和基于LQG理论的调节器系统做了仿真对比。在LQR调节器系统中前置卡尔曼滤波,能得到更好的振动控制效果。

基于二次型性能指标的控制器优化布置方法

本文建立了基于二次型性能指标的结构控制系统控制器最优布置方法。以控制器撤除时的系统最优控制性能指标增量作为控制器对系统最优控制的贡献,并用做确定经济的控制器数量和最优控制器位置的定量分析准则。本文中的控制器位置和控制器设计采用同一个优化性能指标,使得控制系统设计为最优。根据逼近满设置控制器结构控制系统的最优状态求得控制器降阶后等价的反馈控制增益。应用本文的方法对剪切模型框架结构上安装的锚索控制器进行了控制器的总体优化设计。数值分析表明,本文提出的控制器数量、位置和参数优化方法不仅易于实现,而且甚为有效。

地震激励下20层钢结构基准模型的非线性随机最优控制

建筑结构基准问题常用来比较各种振动控制策略的优劣。运用基于拟哈密顿系统随机平均法与随机动态规划原理的非线性随机最优(NSO)控制策略,研究了地震激励下20层钢结构基准模型的振动控制。建立基准模型的系统运动方程,通过模态变换转换到模态坐标下进行研究。由于结构的状态只有部分是可观测的,可通过分离原理将部分观测问题转化成完全可观测问题,由Kalman滤波方法得到系统状态的条件均值。运用拟可积Hamil-ton系统随机平均法得到随机平均方程,对部分模态进行控制求解。通过求解动态规划方程得到非线性的最优控制力,对结构的响应进行控制。将NSO控制得到的性能评价指标与线性二次型高斯(LQG)最优控制得到的评价指标进行对比,发现该非线性随机最优控制策略更加有效。

无外界动力源主动悬架蓄能器参数匹配

为了合理匹配LQG控制无外界动力源主动悬架的蓄能器充气压力、最高工作压力与容积等参数,以满足95.4%工作需求,选取理想控制力标准差的2倍为主动悬架的最大输出力,结合馈能/主动油缸参数确定蓄能器的理想工作压力;以压力波动小于5%为目标,确定蓄能器的充气压力和最高工作压力;推导了悬架与蓄能器间的能量流动方程,并在增加2kW负载条件下进行变容积参数的动态仿真,确定蓄能器的容积。计算结果表明:蓄能器理想工作压力为23.008MPa时,悬架二次型性能指标仅较理想状态增大5.21%;蓄能器的充气压力、最高工作压力与容积分别为11.108、23.583MPa与2.5L,此时LQG控制无外界动力源主动悬架稳定工作时蓄能器的最大压力波动为1.03%。可见蓄能器参数匹配结果同时满足无外界动力源主动悬架的低成本、高性能及高能量回收率的要求。