一种基于控制参数化方法的柔性关节机械臂的最优PID参数整定方法

提出了一种基于控制参数化方法的柔性关节机械臂的最优PID参数整定方法.首先,将柔性机械臂的性能指标建模为连续状态不等式约束.然后,将柔性关节机械臂的最优PID参数整定问题转化为含连续状态不等式约束的最优参数选择问题.应用约束转录法结合局部平滑法来处理连续状态不等式约束,从而将含连续状态不等式约束的最优参数选择问题转化为一个标准的可以优化软件包求解的非线性规划问题.最后,通过数值仿真验证了本文提出的方法的有效性.

基于粒子群算法和控制参数化的多无人机编队重构控制方法

针对多无人机(UAV)编队重构最优控制问题,提出一种基于粒子群算法(PSO)和控制参数化的方法。综合考虑无人机飞行动力学模型和编队重构的终端状态等式约束、安全防撞距离与通信保障距离的连续状态不等式约束。使用一种改进的粒子群算法求出该编队重构问题的最优控制输入;利用控制参数化方法将编队重构问题转化为一个最优参数选择问题,同时应用约束转录方法结合局部光滑技术处理连续状态不等式约束,并在改进粒子群算法获得的最优解下寻找更加精确的最优解。通过对比仿真,验证了所提重构方法的有效性。

最优控制问题的直接法综述

最优控制是控制理论的一个重要分支,其目标是确定一种控制策略,在满足动态系统和约束条件的前提下,最优化系统性能指标。最优控制在工程、经济学、金融学、机器人技术、航空航天等各个领域都有着广泛的应用。直接法是解决最优控制问题的一类常用方法,该方法通过直接离散化控制和状态函数,从而将连续的最优控制问题转化为有限维优化问题。当前,直接法主要包括直接配点法和控制参数化方法。直接配点法利用特定函数形式同时近似状态和控制函数,控制参数化方法则使用基函数的线性组合来近似控制函数,从而使控制空间离散化。两种方法的目的均为将连续的最优控制问题转化为有限维的非线性规划问题,进而选择合适的优化算法求解。得益于其灵活性和处理约束的能力,近年来直接法成为实际应用中需要实时控制的重要方法。本文主要介绍直接法的相关成果与最新进展供读者参考,并讨论直接法的研究趋势和潜在研究方向。

一类典型的无时滞神经网络通过优化控制实现有限时间混合外同步

考虑到控制成本是控制领域中一个非常重要的因素,研究了一个典型的无时滞神经网络通过优化控制达到有限时间混合外同步问题.首先就建立这个问题的优化控制问题,对控制进行优化,是系统达到最低控制成本的有限时间同步,应用控制参数化方法解决优化控制问题.一个数值例子有效的验证所提出方法.

一类离散时间最优控制问题的一阶最优性条件

本文对一类离散时间的控制问题,提出了存在唯一解的Lipschitz条件,并进一步地,引进控制参数化方法定义控制变量转化函数,将最优控制问题等价转化为非线性可微规划问题,得到了此类最优控制问题的一阶最优性条件。最后,给出两个算例用以验证如上提出的一阶最优性条件。

Robust parametric approach for tracking control of an air-breathing hypersonic cruise vehicle

To realize the stabilization and the tracking of flight control for an air-breathing hypersonic cruise vehicle, the linearization of the longitudinal model under trimmed cruise condition is processed firstly. Furthermore, the flight control problem is formulated as a robust model tracking control problem. And then, based on the robust parametric approach, eigenstructure assignment and reference model tracking theory, a parametric optimization method for robust controller design is presented. The simulation results show the effectiveness of the proposed approach.

Simultaneous optimization and control for polypropylene grade transition with two-layer hierarchical structure

In this paper,a two-layer hierarchical structure of optimization and control for polypropylene grade transition was raised to overcome process uncertain disturbances that led to the large deviation between the open-loop reference trajectory and the actual process.In the upper layer,the variant time scale based control vector parametric methods(VTS-CVP) was used for dynamic optimization of transition reference trajectory,while nonlinear model predictive controller(NMPC) based on closed-loop subspace and piece-wise linear(SSARX-PWL) model in the lower layer was tracking to the reference trajectory from the upper layer for overcoming high-frequency disturbances.Besides,mechanism about trajectory deviation detection and optimal trajectory updating online were introduced to ensure a smooth transition for the entire process.The proposed method was validated with the real data from an industrial double-loop propylene polymerization reaction process with developed dynamic mechanism mathematical model.

微生物批式流加发酵中的最优控制

提出了一个非线性动力系统用以描述微生物批式流加发酵生产1,3-丙二醇过程。以终端时刻1,3-丙二醇的浓度作为性能指标且以甘油和碱的流加速度作为控制函数,研究了含状态和控制约束的最优控制问题。最后,基于控制参数化方法和改进的差分演化算法构造了一种求解最优控制问题的计算方法。数值分析结果表明与已有结果相比,终端时刻1,3-丙二醇的浓度有显著提高。