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三旋翼飞行器动力学分析及建模 被引量：14
1
作者 杨阳 崔金峰 余毅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1873-1880,共8页
根据国内外旋翼飞行器的发展趋势,提出了三旋翼飞行器的研究方案。首先,介绍了三旋翼无人飞行器的机械结构,分析了它的整体物理力矩,理论解决了力矩相互抵消的问题。其次,对飞行器的起飞、俯仰、滚转、偏航等姿态进行了数学分析,建立了... 根据国内外旋翼飞行器的发展趋势,提出了三旋翼飞行器的研究方案。首先,介绍了三旋翼无人飞行器的机械结构,分析了它的整体物理力矩,理论解决了力矩相互抵消的问题。其次,对飞行器的起飞、俯仰、滚转、偏航等姿态进行了数学分析,建立了三旋翼无人飞行器的数学模型。最后,利用PID控制法和线性二次高斯(LQG)控制方法设计了三旋翼飞行器的控制器。实验结果表明,PID控制器振荡时间比较长,次数较多,没有达到理想状态;利用LQG方法对控制器进行了改进,对各个通道阶跃函数及脉冲响应函数仿真图的分析显示,系统改进后响应速度有了提高,2s左右受控达到平衡。本文的研究为无人机的姿态控制提供了理论基础。 展开更多
关键词 三旋翼飞行器 飞行姿态 矩阵分析 PID控制 lqg控制
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基于博弈论的信息物理融合系统安全控制 被引量：8
2
作者 庞岩 王娜 夏浩 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期185-195,共11页
对于远程复杂的操控系统,信息物理融合系统(Cyber-physical system, CPS)主要依靠无线网络实现从传感器到控制器,从控制器到执行器间的信息传输,由于其依靠网络传输数据的特性使其控制系统极易遭到安全威胁.本文从物理系统入手,意图保护... 对于远程复杂的操控系统,信息物理融合系统(Cyber-physical system, CPS)主要依靠无线网络实现从传感器到控制器,从控制器到执行器间的信息传输,由于其依靠网络传输数据的特性使其控制系统极易遭到安全威胁.本文从物理系统入手,意图保护CPS系统中物理实体的正常运行不受由于恶意攻击造成网络空间入侵带来的干扰.以受到数据包时序攻击的信息物理融合系统为研究对象,将其安全性研究抽象为一个博弈过程,基于非合作博弈的两人零和博弈模型,设计了可变延迟情况下鲁棒输出反馈的极大极小控制器.并且采用参数化的软约束二次型目标函数,在控制器设计时引入干扰衰减因子γ,通过对γ的取值使得二次型目标函数取极小值,从而保证了最差情况下的稳定控制,在满足γ的约束条件下,本文通过粒子群搜索算法得出γ的值.另外,本文还对所设计的极大极小控制器,与线性二次型高斯(Linear quadratic Gaussian, LQG)控制对比分析,用双水箱系统进行了仿真验证,发现在受攻击情况下本文所设计的控制器最终能够实现稳定控制,而LQG却不能. 展开更多
关键词 零和博弈 极大极小控制 lqg控制 数据包时序攻击
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频域加权的LQG振动主动控制实验研究 被引量：3
3
作者 周烁 魏克湘 孟光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期151-153,共3页
针对实际工程领域中存在的伴有大量宽频干扰/噪声的复杂振动环境,直接影响了常规振动主动控制(AVC)的性能甚至稳定性。本文提出了频域加权的线性二次高斯型(LQG)控制方法,实现对特定振动主频重点衰减的同时,保证宽频域的干扰/噪声控制... 针对实际工程领域中存在的伴有大量宽频干扰/噪声的复杂振动环境,直接影响了常规振动主动控制(AVC)的性能甚至稳定性。本文提出了频域加权的线性二次高斯型(LQG)控制方法,实现对特定振动主频重点衰减的同时,保证宽频域的干扰/噪声控制作用。最后利用压电陶瓷贴片的悬臂梁,振动主动控制试验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 振动主动控制 lqg控制 鲁棒控制
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电磁混合主动悬架多模式协调切换控制 被引量：2
4
作者 寇发荣 武大鹏 +3 位作者 许家楠 高建 张宏 武江浩 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期467-475,617,618,共11页
针对直线电机主动悬架输出力相对较小而影响减振性能的问题,设计了电磁混合主动悬架结构和多模式协调切换控制策略。首先,动态调整引力常数提升引力搜索算法的全局搜索能力和局部开发能力,解决了引力搜索算法易早熟收敛、陷入局部最优... 针对直线电机主动悬架输出力相对较小而影响减振性能的问题,设计了电磁混合主动悬架结构和多模式协调切换控制策略。首先,动态调整引力常数提升引力搜索算法的全局搜索能力和局部开发能力,解决了引力搜索算法易早熟收敛、陷入局部最优的问题;其次,根据不同控制目标设立相应的适应度函数,利用改进后的引力搜索算法优化对应目标函数下线性二次型最优(linear quadratic gaussian,简称LQG)控制的加权系数;最后,分析并确定了电磁混合主动悬架在不同车速下的电磁阀最优控制电流,设计电磁混合主动悬架的电流切换控制器,仿真分析悬架的减振性能,并开展台架试验。仿真与试验结果表明:相比LQG控制,多模式协调切换控制的悬架系统低速时簧载质量加速度均方根值减小31.09%,高速时轮胎动载荷均方根值减小32.20%,中速时簧载质量加速度均方根值和轮胎动载荷均方根值分别减小25.28%和23.56%;多模式协调切换控制策略能有效提升车辆的平顺性和操纵稳定性。 展开更多
关键词 主动悬架 引力搜索算法 多模式 线性二次型最优控制
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基于滚轴支座基础智能隔震结构的非光滑主动控制 被引量：2
5
作者 刘彦辉 黄襄云 +1 位作者 黄小芳 王清 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1092-1102,共11页
以滚轴支座基础隔震结构作为受控结构研究对象,在该隔震结构的隔震层施加主动控制装置,形成智能隔震体系,以控制隔震层的位移,提高结构的安全性.在智能隔震结构中引入非光滑控制算法,基于隔震层位移和速度反馈,提出了智能隔震结构的非... 以滚轴支座基础隔震结构作为受控结构研究对象,在该隔震结构的隔震层施加主动控制装置,形成智能隔震体系,以控制隔震层的位移,提高结构的安全性.在智能隔震结构中引入非光滑控制算法,基于隔震层位移和速度反馈,提出了智能隔震结构的非光滑控制算法,进一步根据Lyapunov稳定理论,推导了在非光滑控制下智能控制闭环系统的全局有限时间稳定性.结合一栋六层滚轴支座基础隔震结构,进行了非光滑主动控制算法下和LQG主动控制算法下的地震响应控制仿真分析.结果表明,智能隔震结构可有效控制结构的位移,与被动隔震结构相比较上部结构的地震响应有一定程度的减小,同时提出的非光滑控制算法与LQG控制算法相比较具有更好的控制效果,相比LQG控制算法通过较少的反馈量即可实现反馈控制,且非光滑控制算法具有良好的稳定性. 展开更多
关键词 智能隔震 非光滑控制 lqg控制 稳定性 地震响应
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基于帝国竞争算法和LQG的磁流变阻尼器-建筑结构系统的振动控制 被引量：1
6
作者 林秀芳 陈淑梅 黄国荣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期194-201,共8页
目前,磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)已经成为一种重要的智能半主动控制装置。为实现MRD对建筑结构的减震控制,首先,通过引入一种帝国竞争算法(Imperialist Competitive Algorithm,ICA)和线性二次型高斯(Linear Quadratic... 目前,磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)已经成为一种重要的智能半主动控制装置。为实现MRD对建筑结构的减震控制,首先,通过引入一种帝国竞争算法(Imperialist Competitive Algorithm,ICA)和线性二次型高斯(Linear Quadratic Gaussian,LQG)控制相结合的智能控制方法(ICA-LQG)计算出理想的控制力。针对LQG控制器的加权矩阵难以整定这一问题,根据优化目标和阻尼力的限制条件,利用ICA对其参数进行优选。然后,通过对一款商用的MRD进行性能测试,获得其基于Bouc-Wen模型的动力学特性。最后,利用剪枝最优控制(Clipped-Optimal Control,COC)方法将ICA-LQG计算的理想控制力转化为MRD的控制电流。为检验这种集成了ICA-LQG和COC的半主动控制(ICALQG-COC)方法的有效性,以一个三层的框架结构为工程背景,分别对无控制、两种被动控制、未经优化的LQG-COC(LQG-COC)半主动控制以及ICA-LQG-COC半主动控制下的减震结果进行比较分析。三种地震波激励下的数值结果都表明:在所比较的控制方法中,ICA-LQG-COC方法展现出最优越的综合控制性能并且能够最大限度地减小结构的最大位移和加速度响应。 展开更多
关键词 磁流变阻尼器 振动控制 帝国竞争算法 lqg控制
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大型风力发电机组动态最优控制策略研究 被引量：8
7
作者 白焰 范晓旭 +2 位作者 吕跃刚 徐大平 杨锡运 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期90-94,共5页
针对额定风速以上变速恒频风力发电机组的运行优化问题,提出了一种基于有效平均风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(AGS-LQG)最优控制策略,通过扩展Kalman滤波进行有效平均风速估计,将此有效平均风速作为调度变量对控制器参数实施A... 针对额定风速以上变速恒频风力发电机组的运行优化问题,提出了一种基于有效平均风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(AGS-LQG)最优控制策略,通过扩展Kalman滤波进行有效平均风速估计,将此有效平均风速作为调度变量对控制器参数实施AGS,以适应系统稳态工作点的变化,从而可以实现多变量综合优化控制。以1.5MW变速恒频风力发电机组为研究对象,给出了大范围变化风况激励下反映机组运行情况的仿真曲线。仿真结果表明,相对于传统控制策略,所提出的AGS-LQG最优控制策略不仅稳定了风轮转速,平滑了输出功率,而且降低了变桨距机构的动作频率,缓和了传动链上的疲劳载荷,对于改善并网风力发电的电能质量、延长设备的使用寿命具有重要意义。 展开更多
关键词 有效平均风速估计 扩展KALMAN滤波器 自适应增益调度(AGS) 线性二次型高斯(lqg)控制 多变量综合优化控制 疲劳载荷
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