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状态空间设计在DC/DC变换器反馈控制中的应用 被引量:5
1
作者 高朝晖 林辉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期403-407,共5页
以Buck变换器为例将状态空间设计方法应用于DC/DC变换器的控制,设计了基于极点配置和二次型最优的DC/DC变换器反馈控制器。MATLAB软件的应用使得整个设计过程简捷、实用。利用Simulink和Power system工具箱对所设计的系统进行了仿真。... 以Buck变换器为例将状态空间设计方法应用于DC/DC变换器的控制,设计了基于极点配置和二次型最优的DC/DC变换器反馈控制器。MATLAB软件的应用使得整个设计过程简捷、实用。利用Simulink和Power system工具箱对所设计的系统进行了仿真。研究结果表明,Buck变换器通过极点配置和二次型最优反馈控制策略,比使用传统的PI控制具有更好的动态响应调节和稳态误差调节特性,超调量、调节时间等都得到明显改善。 展开更多
关键词 BUCK变换器 反馈控制 极点配置 二次型最优
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参数灵敏度反馈车辆半主动悬架控制 被引量:2
2
作者 张立军 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第5期69-72,共4页
为解决悬架控制器对车辆参数和行驶工况参数变化的适应性问题,不同于以往的自适应、自校正控制方法,将参数灵敏度引入控制系统中,以降低参数灵敏度为目标进行车辆半主动悬架系统控制研究。控制系统的反馈由状态反馈和灵敏度反馈两部分... 为解决悬架控制器对车辆参数和行驶工况参数变化的适应性问题,不同于以往的自适应、自校正控制方法,将参数灵敏度引入控制系统中,以降低参数灵敏度为目标进行车辆半主动悬架系统控制研究。控制系统的反馈由状态反馈和灵敏度反馈两部分组成。应用该方法在常用车辆参数和行驶工况参数下设计控制器,并与传统的LQR控制器进行比较。研究表明,在车辆参数和行驶工况参数不变情况下,灵敏度反馈方法所得车身加速度和轮胎变形增益比二次型最优方法减小6 d B^8 d B;两种方法所得悬架动挠度基本接近。此外,当路面激励增加、车速提高和车辆载荷减小时,灵敏度反馈方法比二次型最优方法具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 振动与波 车辆 半主动悬架 参数灵敏度 反馈 二次型最优
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二次型最优有限拍内模控制及加权阵的选择
3
作者 喻晓红 杨涛 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第6期321-324,共4页
针对生产中常见的时滞系统采用二自由度内模控制结构,为了减小跟踪误差、减少能量,最优指标下设计的有限拍控制系统进行综合。应用matlab仿真软件实现三种最优指标下的无纹波跟踪设计,并对三种设计方法进行比较,得出验证结果。然后继续... 针对生产中常见的时滞系统采用二自由度内模控制结构,为了减小跟踪误差、减少能量,最优指标下设计的有限拍控制系统进行综合。应用matlab仿真软件实现三种最优指标下的无纹波跟踪设计,并对三种设计方法进行比较,得出验证结果。然后继续对有限拍内模控制二次型最优控制系统中加权阵,并在simulink环境下针对一时滞非最小相位系统进行仿真,仿真结果表明具有二次型最优指标的设计控制性能好,且控制器设计简单,调节参数少,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 内模控制 二次型最优 有限拍 加权阵
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同步带传动系统跟踪控制研究
4
作者 杨清华 陈立国 《济南职业学院学报》 2012年第3期41-43,共3页
本文针对同步皮带传动的典型柔性连接系统,提出了以全状态反馈为基础的二次型最优控制方法,同时设计出状态观测器并且以线性二次型最优调节器来优化系统极点的配置,并通过实验验证控制器的控制效果。
关键词 柔性连接 二次型最优 实验验证
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PID控制的应用与理论依据 被引量:168
5
作者 吴宏鑫 沈少萍 《控制工程》 CSCD 2003年第1期37-42,共6页
PID控制是自动控制中产生最早、应用最广的一种控制方法。从PID控制的结构形式、实际控制工程需求和实现条件分析了PID控制的独特优点 ,同时又介绍了二阶线性定常系统PID控制器的设计方法 ,叙述了高阶线性定常系统的特征建模原理 ,重点... PID控制是自动控制中产生最早、应用最广的一种控制方法。从PID控制的结构形式、实际控制工程需求和实现条件分析了PID控制的独特优点 ,同时又介绍了二阶线性定常系统PID控制器的设计方法 ,叙述了高阶线性定常系统的特征建模原理 ,重点分析和推导了基于特征模型的带消除静差的二次型最优控制设计方法 ,证明了高阶线性定常系统和一大批非线性系统能用PID控制器实现位置恒值控制的基本原理 ,为随输出状态不同而选择不同P、I、D参数等各种人工调节方法提供了合理性解释 。 展开更多
关键词 PID控制 PID控制器 特征模 二次型最优控制 高阶线性定常系统 自动控制
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基于模糊的桥式起重机的定位和防摆控制研究 被引量:78
6
作者 王晓军 邵惠鹤 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期936-939,共4页
近年来,很多学者对桥式起重机的防摆控制方法进行了研究,以提高起重机的作业效率。针对起重机模型的非线性和不确定性,设计了一种基于模糊的起重机的定位和防摆控制方法,利用两个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动分别进行控制。其中... 近年来,很多学者对桥式起重机的防摆控制方法进行了研究,以提高起重机的作业效率。针对起重机模型的非线性和不确定性,设计了一种基于模糊的起重机的定位和防摆控制方法,利用两个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动分别进行控制。其中,模糊位置控制器的设计是参考一个简单的速度参考曲线,对位置和速度进行有效地控制;而模糊防摆控制器则模仿起重机操作员的实际操作经验设计了一套模糊控制规则来消除负载的摆动。仿真结果证明了该方法的可行性,并且与线性二次型最优控制(LQR)进行了比较,表明了该方法的良好性能,且该方法对不同的绳长和负载有着较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 桥式起重机 定位和防摆控制 模糊控制 线性二次型最优控制(LQR)
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自动驾驶横向运动控制的改进LQR方法研究 被引量:45
7
作者 高琳琳 唐风敏 +1 位作者 郭蓬 何佳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第3期435-441,共7页
针对自动驾驶横向运动控制问题,提出一种带有前馈控制的改进LQR横向运动控制方法。首先,利用二自由度车辆动力学模型构建了路径跟踪误差动力学模型,设计了自动驾驶LQR控制器以及前馈控制器。随后,针对LQR控制器参数进行分析,提出一种基... 针对自动驾驶横向运动控制问题,提出一种带有前馈控制的改进LQR横向运动控制方法。首先,利用二自由度车辆动力学模型构建了路径跟踪误差动力学模型,设计了自动驾驶LQR控制器以及前馈控制器。随后,针对LQR控制器参数进行分析,提出一种基于路径跟踪误差的参数计算方法和一种基于车-路位置关系的参数调整规则,以此实现LQR控制器的改进,提高控制器的适应性与控制精度。最后,通过Matlab/Carsim联合仿真测试设计的控制器。结果表明,不论是双移线工况还是连续换道工况,设计的控制器均能较好地跟踪目标路径,且能够将距离偏差和航向偏差控制在较小范围内。 展开更多
关键词 无人车 横向运动控制 线性二次型最优控制 自适应控制系统
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考虑驾驶人风格的换道轨迹规划与控制 被引量:37
8
作者 黄晶 蓟仲勋 +1 位作者 彭晓燕 胡林 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期226-239,247,共15页
基于自动换道控制技术中融合个性化驾驶人风格的研究,建立考虑驾驶人风格的车辆换道轨迹规划及控制模型以提高换道规划控制模型对不同风格驾驶人的适用性,在保证安全性的基础上进一步满足驾驶人的个性化需求。首先通过问卷调查的方式采... 基于自动换道控制技术中融合个性化驾驶人风格的研究,建立考虑驾驶人风格的车辆换道轨迹规划及控制模型以提高换道规划控制模型对不同风格驾驶人的适用性,在保证安全性的基础上进一步满足驾驶人的个性化需求。首先通过问卷调查的方式采集得到了212份驾驶人风格量表数据.采用主成分分析法和K均值(K-means)聚类分析法将驾驶人按驾驶风格分为激进型、普通型和谨慎型,并通过驾驶模拟器试验采集不同风格驾驶人分别在自车道前车、目标车道前车和目标车道后车影响下的换道行为数据。然后对椭圆车辆模型进行改进,以描述不同风格驾驶人的行车安全区域,并据此构建3种典型工况下不同风格驾驶人的换道最小安全距离模型,结合驾驶舒适性约束、车辆几何位置约束以及不同风格驾驶人的换道行为数据,以换道纵向位移最短为目标,实现适应驾驶人风格的换道轨迹规划。最后以基于预瞄的路径跟踪模型作为前馈量,设计基于动力学的线性二次型最优(LQR)反馈控制器,通过调节控制权重矩阵实现3种工况下不同驾驶人风格的换道轨迹跟踪。PreScan和MATLAB/Simulink联合仿真结果表明:所设计的考虑驾驶人风格的换道轨迹规划及跟踪控制模型能够实现不同驾驶风格的自动换道轨迹规划及跟踪控制,可满足驾驶人个性化换道需求。 展开更多
关键词 汽车工程 换道控制模 驾驶模拟器试验 换道风格 线性二次型最优控制 换道轨迹规划
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基于预瞄的智能车辆路径跟踪控制研究 被引量:31
9
作者 倪兰青 林棻 王凯正 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 2017年第3期27-33,共7页
针对智能车辆在实际行驶过程中的路径跟踪问题,综合考虑车辆位置和动力学状态,建立了二自由度车辆动力学模型和路径跟踪预瞄误差模型,并将预瞄误差模型与二自由度车辆动力学模型相结合。以最小化横向预瞄误差和车辆与目标路径之间的方... 针对智能车辆在实际行驶过程中的路径跟踪问题,综合考虑车辆位置和动力学状态,建立了二自由度车辆动力学模型和路径跟踪预瞄误差模型,并将预瞄误差模型与二自由度车辆动力学模型相结合。以最小化横向预瞄误差和车辆与目标路径之间的方位偏差为控制目标,基于线性二次型最优状态调节器(LQR),得到了安装四轮转向控制器的智能车辆的前后轮转角。将车辆的前后轮转角作为车辆模型的输入,控制车辆稳定地跟踪期望路径。仿真结果表明:提出的路径跟踪控制策略能够在车辆换道时始终维持横向预瞄误差和方位偏差在较小范围内,同时具有较好的横向稳定性。 展开更多
关键词 预瞄模 二自由度车辆模 线性二次型最优状态调节器 四轮转向控制器
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基于预见位姿信息的铰接式车辆LQR-GA路径跟踪控制 被引量:28
10
作者 孟宇 汪钰 +1 位作者 顾青 白国星 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期375-384,共10页
针对铰接式车辆的特殊转向结构和行驶特性,为提高其路径跟踪控制精度和反应速度,提出了一种基于预见信息的线性二次型最优控制(Linear quadratic regulator,LQR)策略,并应用遗传算法(Genetic algorithm,GA)对状态量权重矩阵进行优化求解... 针对铰接式车辆的特殊转向结构和行驶特性,为提高其路径跟踪控制精度和反应速度,提出了一种基于预见信息的线性二次型最优控制(Linear quadratic regulator,LQR)策略,并应用遗传算法(Genetic algorithm,GA)对状态量权重矩阵进行优化求解,获得最优LQR状态反馈控制器,实现铰接式车辆精确路径跟踪控制,由位置偏差、行驶方位偏差和曲率偏差来反映控制效果。ADAMS-Matlab/Simulink联合仿真结果:位置偏差为0.03 m,偏差误差为1.3%,行驶方位偏差误差为0.19%,曲率偏差收敛于0.003 m-1。联合仿真和试验验证结果表明,所提出的控制方法可有效提高控制精度,实现铰接式车辆的精确、稳定路径跟踪。 展开更多
关键词 铰接式车辆 预见信息 线性二次型最优控制 遗传算法 路径跟踪
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防空导弹直接力/气动力复合控制系统设计 被引量:21
11
作者 朱隆魁 汤国建 余梦伦 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1895-1900,共6页
直接力和气动力复合控制技术是先进防空导弹对付高速机动目标、兼有反导能力以及发展成为动能拦截弹最现实有效的技术途径。针对力矩式复合控制方法,为减小由于弹体滚动所引起的耦合影响,建立了俯仰-偏航通道短周期运动模型;在弹体慢旋... 直接力和气动力复合控制技术是先进防空导弹对付高速机动目标、兼有反导能力以及发展成为动能拦截弹最现实有效的技术途径。针对力矩式复合控制方法,为减小由于弹体滚动所引起的耦合影响,建立了俯仰-偏航通道短周期运动模型;在弹体慢旋条件下给出了参考信号状态空间模型,利用线性二次型最优跟踪控制方法设计了复合控制姿态稳定系统,并基于分离原理设计了参考信号状态观测器。仿真结果表明系统对制导指令的响应时间小于0.1秒,对螺旋机动弹道目标的拦截脱靶量为0.34米,说明该复合控制方法具备直接碰撞目标的能力。 展开更多
关键词 防空导弹 复合控制 线性二次型最优跟踪控制 分离原理
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倒立摆系统的自摆起和稳定控制 被引量:17
12
作者 湛力 孙鹏 陈雯柏 《计算机仿真》 CSCD 2006年第8期289-292,共4页
为了实现一级倒立摆系统自摆起和稳定控制,该文采用了最优控制与PID控制相结合的控制方法。首先,采用Bang-Bang控制理论设计开环时间最优控制器,实现倒立摆的平稳快速摆起,同时设计经典PID控制器控制小车位置;然后采取线性二次型最优控... 为了实现一级倒立摆系统自摆起和稳定控制,该文采用了最优控制与PID控制相结合的控制方法。首先,采用Bang-Bang控制理论设计开环时间最优控制器,实现倒立摆的平稳快速摆起,同时设计经典PID控制器控制小车位置;然后采取线性二次型最优控制理论设计LQR控制器,将倒立摆稳定在平衡位置。计算机仿真和倒立摆系统实时仿真表明,文中提出的控制策略和控制算法得到了很好的验证,取得了满意的效果。 展开更多
关键词 倒立摆 开关控制 比例-积分-微分控制 线性二次型最优控制
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基于模糊控制的桥式起重机定位防摆研究 被引量:18
13
作者 蒋理 陈树广 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第6期179-182,共4页
针对线性二次型最优控制(LQR)法在起重机定位防摆中存在的不足,在分析了桥式起重机小车运行物理模型的基础上,将模糊理论引入起重机定位防摆中,提出了基于模糊理论控制的思想,设计了一种基于模糊的起重机定位与防摆控制方法。通过建立... 针对线性二次型最优控制(LQR)法在起重机定位防摆中存在的不足,在分析了桥式起重机小车运行物理模型的基础上,将模糊理论引入起重机定位防摆中,提出了基于模糊理论控制的思想,设计了一种基于模糊的起重机定位与防摆控制方法。通过建立隶属度函数与模糊控制规则,利用两个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动角度分别进行控制,建立了模糊控制系统。通过与LQR仿真结果进行比较,结果表明了该方法的可行性与较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 线性二次型最优控制 模糊理论 隶属度 鲁棒性
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基于最优控制理论的DCT离合器升挡作动方式的研究 被引量:16
14
作者 吴光强 张德明 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期258-261,共4页
建立了双离合器式自动变速器起步、换挡动力学模型。利用线性二次型最优控制理论研究了离合器接合、分离规律。提出了3种改进的离合器作动方式,并对它们进行了仿真和比较分析。
关键词 双离合器式变速器 线性二次型最优控制 离合器 起步 升挡
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混合动力系统能量管理策略的实时优化控制算法 被引量:17
15
作者 夏超英 张聪 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期508-517,共10页
依据最优控制理论得到的混合动力汽车能量管理策略与未来的驾驶需求相关联,无法解决算法的实时性问题,本文另辟蹊径,结合规则构造二次型性能指标来限制发动机功率的大幅度频繁波动,间接地降低油耗.为此,在对混合动力系统近似线性处理的... 依据最优控制理论得到的混合动力汽车能量管理策略与未来的驾驶需求相关联,无法解决算法的实时性问题,本文另辟蹊径,结合规则构造二次型性能指标来限制发动机功率的大幅度频繁波动,间接地降低油耗.为此,在对混合动力系统近似线性处理的基础上,利用二次型最优跟踪理论推导出定常的反馈控制律,将发动机和电机功率表示成系统当前状态和车速指令的线性函数并应用于非线性实车系统.仿真结果表明,本文提出的能量管理实时控制算法可以达到良好的节油效果,对不同的道路工况和电池初始荷电状态有良好的适应性. 展开更多
关键词 混合动力汽车 实时控制 二次型最优控制 全局最优控制
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二级倒立摆的二次型最优控制研究 被引量:13
16
作者 张义明 战兴群 《计算机测量与控制》 CSCD 2004年第11期1067-1069,共3页
倒立摆系统以其自身的不稳定性而难以控制,也因此成为自动控制实验中验证控制策略优劣的极好的实验装置。针对二级倒立摆系统的平衡控制问题,对其进行数学建模,应用二次型最优控制理论设计了控制器。仿真结果表明,二次型最优控制对于典... 倒立摆系统以其自身的不稳定性而难以控制,也因此成为自动控制实验中验证控制策略优劣的极好的实验装置。针对二级倒立摆系统的平衡控制问题,对其进行数学建模,应用二次型最优控制理论设计了控制器。仿真结果表明,二次型最优控制对于典型非线性自不稳定系统有着很好的控制能力。 展开更多
关键词 二级倒立摆 二次型最优控制 仿真结果 倒立摆系统 控制器 验证 自动控制 不稳定性 数学建模 实验装置
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起重机线性二次型最优消摆控制 被引量:7
17
作者 李伟 吕景惠 《电气传动》 北大核心 2003年第2期21-24,共4页
文章提出了一种起重机消摆控制算法 ,这种算法满足线性二次型最优控制。模拟实验中在一个摆振周期内消除摆振 ;模型起重机上实验摆振衰减率达 90
关键词 起重机 线性二次型最优控制 消摆控制算法 载荷摆振 模拟实验
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基于线性二次型的多级联输水渠道最优控制 被引量:15
18
作者 王忠静 郑志磊 +1 位作者 徐国印 蒋光昱 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期383-389,共7页
灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计... 灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计最优状态反馈控制器,利用MATLAB求解和SOBEK模拟进行了验证。在甘肃省昌马南灌区多级联渠道运行过程优化控制的模拟结果显示,线性二次型算法能够使控制点水位较快恢复并稳定在设定值,控制过程动作与水位波动次数少、幅度小,效果远优于常规分布式PI反馈控制。线性二次型算法能够应对多级联渠道时滞、耦合特性和一般未知取水扰动,实现可靠供水服务和有效运行控制。目前算法仅采用反馈控制,尚无法应对过大未知取水扰动,还有进一步改进空间。 展开更多
关键词 水联网 多级联渠道自动控制 积分时滞模 离散状态空间方程 线性二次型最优控制
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基于MATLAB的线性二次型最优控制器设计 被引量:9
19
作者 周晓宏 刘红军 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期88-90,共3页
给出了完整的线性二次型最优控制器的设计过程 ,简述了线性二次型最优控制器的基本原理、控制器的设计方法 ,并对控制器作用下的闭环系统的稳定性和响应进行了分析 ,设计所得到的控制器控制效果比较好 ,对参数摄动也不敏感 ,达到了设计... 给出了完整的线性二次型最优控制器的设计过程 ,简述了线性二次型最优控制器的基本原理、控制器的设计方法 ,并对控制器作用下的闭环系统的稳定性和响应进行了分析 ,设计所得到的控制器控制效果比较好 ,对参数摄动也不敏感 ,达到了设计的目的。 展开更多
关键词 线性二次型最优控制器 MATLAB 加权函数 参数摄动 设计
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一种基于相对滑移率的电动汽车电子差速控制方法研究 被引量:15
20
作者 臧怀泉 戴彦 +1 位作者 张素燕 邸聪那 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第16期112-119,共8页
针对轮毂式电动汽车在转弯时存在驱动轮相对滑移率受外界干扰大的问题,提出一种基于相对滑移率的电动汽车电子差速控制方法,设计了基于最优控制和滑模控制的线性二次型最优滑模控制器。采用前轮转向后轮驱动的轮毂式电动汽车作为研究对... 针对轮毂式电动汽车在转弯时存在驱动轮相对滑移率受外界干扰大的问题,提出一种基于相对滑移率的电动汽车电子差速控制方法,设计了基于最优控制和滑模控制的线性二次型最优滑模控制器。采用前轮转向后轮驱动的轮毂式电动汽车作为研究对象,针对其电动汽车电子差速控制系统的操纵稳定性特点,构建包含电动电动汽车纵向、侧向和横向运动的三自由度整车仿真模型,经过线性模型化将电动汽车的驱动相对滑移率作为反馈控制量,通过控制汽车的转矩协调百分比来控制驱动轮的输出转矩,从而控制了驱动轮的相对滑移率。仿真结果表明,该控制方法实现了车辆在转弯过程中驱动轮的相对滑移率最小,且提高了电子差速系统的抗干扰能力,有效地增强了系统的鲁棒稳定性,提高了车辆的行驶安全性。 展开更多
关键词 相对滑移率 线性二次型最优滑模控制 电子差速 鲁棒稳定性
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