植保机变量施药鲁棒H∞最优控制

提出了一种基于电控伺服变量柱塞泵的植保机变量施药控制方法,推导并建立了包含参数不确定性和扰动的施药流量模型,设计了鲁棒H∞最优控制器并证明其鲁棒稳定性,并转化为线性矩阵不等式求解控制器参数。本研究弥补了传统优化控制方法对于不确定性反应较为敏感的不足,与传统的线性二次型最优控制相比具有一定的快速性和鲁棒性优势,能够满足复杂作业条件下植保机精准变量施药要求,有效提高了农药利用率。     

极大值原理在确定人工林最优采伐年龄中的应用

人工林可看作一个离散系统,每个采伐分期中各龄级的林分面积定义为系统的状态变量,各龄级的采伐面积定义为控制变量。在控制变量的作用下,人工林从现状态经过N个采伐分期到达一个终端状态,可看作一个控制过程。寻求最优的控制过程的方法有多种,在国内外有关的研究中较为普遍的是多周期的线性规划(或非线性规划)和动态规划。但前者需为每个分期定义控制变量和状态变量,因而计算机计算时占用大量的存贮空间,后者在维数较高时因计算量太大难以求解。极大值原理是最优控制理论中的主要方法之     

对同步发电机励磁控制优化设计仿真研究

提出基于现代内点非线性规划方法的非线性最优控制设计思想。将控制系统的二次性能指标选取为非线性规划的目标函数;运用隐式积分方法,将控制系统的状态方程差分为等式约束;控制量的上下限幅选取为不等式约束;从而将最优控制问题转化为非线性规划问题,形成以规划方法处理控制问题的设计思路和算法。这种设计方法可按实际需要选择目标函数,并能够找到在选定的目标函数下,使非线性控制系统达到最优的控制规律,且设计灵活。以发电机励磁控制系统为例,提出了基于内点非线性规划的发电机励磁控制设计方法。为了考查该设计方法的灵活性,选择不同的控制目标进行设计。仿真结果表明：该设计方法使发电机具有良好的输出特性,具有广泛的应用前景。     

带农具拖拉机地头转弯最佳路径设计

拖拉机在进行田间作业时,其自动行驶控制主要包含轨道设计和沿着所给轨道行驶的追踪控制两个方面.本研究采用最优控制理论,设计了带农具拖拉机利用前进挡工作时进行地头转弯的最佳路径.程序运行结果表明,其计算时间短,能够保证拖拉机自动行驶控制时的实时控制.     

自动引导车辆(AGV)定位停车的控制

建立了后轮驱动、前轮转向自动引导车辆的定位停车运动学模型，基于这一模型提出了经过两步消除定位停车误差的控制策略。根据极小值原理探讨了Ｐｉｎｇ－Ｐｉｎｇ控制算法，车辆以最佳方式消除停车误差应切换控制的状态轨迹，以及消除停车误差车辆应行驶的最短距离。还分析了车辆当前位置到预定停车位置之间的距离对实施该控制策略的影响，提出了超前给出定位停车标志的必要性。     

基于智能检测的发酵过程测控系统集成及应用

发酵测控系统是发酵过程参数智能检测与优化调控的基础,直接影响着发酵过程的控制性能。该文针对L-乳酸发酵过程的智能检测,提出了一种基于智能检测的发酵过程测控系统集成方法,给出了系统的体系结构及实现方法,集成了基于虚拟仪器技术的PXI总线发酵过程智能测控系统,给出了系统的软、硬件设计。该系统通过建立软测量模型,有效地实现了发酵过程不易测量参量的在线估计与控制,为发酵过程提供了一种新的测控系统。试验研究表明,将该系统应用到L-乳酸发酵过程中,通过在线估计葡萄糖液消耗量,实现了L-乳酸发酵过程补料优化控制,乳酸产量提高23%,提高了发酵产物得率。     

基于最优控制的导航拖拉机速度与航向联合控制方法

为提高自动导航拖拉机工作效率和作业质量,以自动变速系统和自动转向系统为硬件支撑,结合最优控制理论,设计了基于速度和转向角的双参数最优控制算法.针对耙地作业要求,设计了直线路径跟踪与地头转弯路径跟踪控制器,运用Matlab软件对所设计的控制器进行了仿真分析,通过田间试验对所设计的控制器进行了验证.试验结果表明:控制器的横向偏差小于0.12m,航向偏差小于1.1°,速度偏差小于0.2 m/s,满足自动导航作业要求.     

人工用材林最优密度控制模型

以抛物线型密度效应模型为前提，针对人工用材林生长系统的特点，用最优控制方法建模，以动态规划方法求解，导出最优密度控制模型。模型具有幂次数可变、适应性较强、疏伐间隔期可变和实际应用较方便等特点。模型在贵州马尾松人工用材林中的应用结果表明，模型计算结果符合人工用材林生长规律，并与实地试验吻合，表2参11。     

超大跨悬索桥地震响应的综合最优控制研究

超大跨缆索支承桥梁通常选择隔震体系以减小桥塔的地震内力,但隔震体系会使得结构在强震下的梁端位移很大,必须采取控制措施以保证整体结构的抗震安全性。本文以主跨1 490 m的润扬悬索桥为研究对象,在对其地震响应特性进行分析的基础上,从振动控制的原理出发,探讨了控制超大跨悬索桥地震响应的具体的措施及参数选择,结合改进的层次分析法提出了地震响应综合最优控制的概念,构造了综合最优控制效果评估模型,并给出了该桥在给定地震输入下的综合最优控制措施。结果表明,对于超大跨悬索桥,在塔、梁间设置弹性连接装置或阻尼器都能减小梁端位移响应,但综合考虑其它部位的响应,阻尼器的减震效果更为全面。     

一类基于EtherCAT的欠驱动系统伺服实验平台研制与测试验证

基于EtherCAT现场总线技术的发展,要求较高的智能控制算法可进一步实现,文章介绍了基于EtherCAT的开源主从模式,建立了与伺服驱动控制器底层转速环和扭矩环的通信关系,完成对伺服系统的直驱实时控制.为验证对伺服电机控制,即验证一类欠驱动系统的控制算法的可靠性,对研制欠驱动系统状态信息检测系统和实验平台开展测试验证...