复合控制导弹的优化控制分配研究

针对导弹直接力/气动力复合控制中的控制分配问题,依据控制律设计和控制分配相分离的原则,建立了复合控制导弹的纵向控制动力学模型,提出了一种优化控制分配新算法,采用具有总体收敛性的信赖域方法求解约束二次规划问题,避免了对H esse矩阵的正定性要求;同时,根据所设计的侧喷发动机布局,提出了新的分配策略:直接力子系统根据分配指令选择合适的组合点火方式,而由于发动机推力不可控所造成的控制误差由气动力系统进行补偿.仿真结果表明:导弹纵向控制通道实现了优化分配且响应快速,系统稳定跟踪控制指令,结果令人满意.

固定翼垂直起降无人机过渡机动优化控制分配研究

以一种固定翼垂直起降无人机为研究对象,研究其6自由度过渡机动非线性优化控制分配问题。基于增量动态逆(INDI)方法设计全局化控制器,并利用该方法降低控制模型中的不确定性对控制效果的影响。针对无人机控制冗余和耦合问题,在INDI基础上提出一种2级递进式优化控制分配方法,对航迹和姿态控制回路中的控制变量增量进行综合优化分配。该优化控制分配方法可以将非线性耦合控制分配问题转化为线性优化问题求解,避免了迭代计算,同时提高了求解速率。针对优化分配中的目标函数设计动态权值选取方案,使无人机能够根据任务需求和飞行状态调整优化分配侧重方向并确保优化结果的合理性。仿真结果表明,该无人机能够很好地跟踪过渡机动航迹,控制分配方法可行。

交通分配与信号控制组合优化研究综述

众多研究表明交通信号控制与车辆路径选择相互影响,信号配时影响车辆的路径选择行为,进而影响路网的交通流量分布,故需要根据流量情况设置信号配时方案以提升路网整体性能。本文聚焦交通分配与信号控制的组合优化研究,分析了交通分配和信号控制的关联机制以及应用于组合优化问题的经典原理和策略;归纳了组合优化问题的研究要素,并基于博弈论将组合优化问题分为迭代优化问题(纳什古诺博弈)、系统优化问题(垄断博弈)和混合优化问题(主从博弈)。迭代优化策略将交通控制与分配看作同一层次上两个互相关联的问题,迭代求解这两个问题,以期获得信号配时和交通流量分布相互一致的解决方案;系统优化策略是一种系统最优控制,交通管理者同时优化控制方案和交通流量;混合优化策略在考虑用户路径选择的前提下,以控制参数为决策变量,构建并求解组合优化模型。对三类优化问题的相关研究进展进行了归纳和综述,并分析其特征及优缺点。建议未来从以下方向进行优化:将传统的组合优化问题扩展至智能网联环境下信号控制与路径诱导的协同控制;考虑控制策略对于OD需求的影响,并扩展出行行为因素,将出行模式、离开时间等参数纳入决策变量;可依据路径选择倾向、旅行成本感知情况等标准进行车辆分类,提高控制策略的鲁棒性;采用合适的城市路网交通模型,更加详细地描述微观交通现象,精确地计算交叉口及路段延误;开发和优化求解组合问题的算法,提升算法的计算效率、适用规模以及理论特性(例如最优性、收敛性),采用并行计算、多线程计算等手段提升计算效率;最后,在交通描述精确性、信号控制方案灵活性和全面性以及算法求解效率等多个要素之间进行平衡。

基于SQP算法的7000m载人潜水器有约束非线性控制分配研究

以7000m载人潜水器为研究对象,分析了潜水器的推进系统,并给出了6自由度推力转换模型,重点讨论了载人潜水器控制分配的优化问题.结合7000m载人潜水器的推进器布置和推进器特点,设计了优化准则代价函数,采用序列二次规划(sequential quadratic programm ing,SQP)算法求解了载人潜水器的非线性控制分配问题,通过半物理仿真平台实验验证了本文提出的控制分配算法的正确性和有效性.