一类挖坑机械钻头横向振动系统的最优控制问题

建立了一类挖坑机械钻头横向振动系统的数学模型,并以阻尼函数作为控制变量,研究了该系统的最优控制问题,得出了两个定理。     

农机燃油经济性优化方法研究

在农机自适应巡航控制系统中,通过改变驱动策略可以提高燃油经济性。针对巡航模式下跟随农机的燃油经济性改善的问题,采用动态规划策略,考虑到加速时间短和滑行的模式有助于改善燃油经济性,在加速度-速度域内提出了一种有界最优控制算法,并在给定的速度范围内,得到了提高燃油经济性的最优加速和减速策略。为验证算法的有效性,搭建仿真平台,进行了相关的仿真实验。仿真结果表明:所提出的控制方法能实现对农机燃油经济性的优化,还可以确定最优的换档时间。     

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。     

混合悬架半主动控制器设计与试验

为改善传统被动悬架的动力学性能,回收悬架振动能量,设计了一种半主动混合悬架系统。建立1/4车动力学方程,分别研究馈能回路处于Boost模式和Buck模式时馈能回路内电流的变化情况,并分析MOS管占空比对直线电动机电磁阻尼力的影响。在此基础上,引入基于天棚和地棚混合控制的半主动控制策略。提出半主动控制参考力的概念,并运用粒子群算法确定其最优控制参数。通过对不同工作模式下电路电流的追踪,达到对电动机电磁阻尼力实时控制的目的。接着运用Simulink仿真搭建混合悬架系统模型,分别进行动力学性能、馈能性能以及电流跟踪控制效果对比。仿真结果表明,半主动混合悬架能够在改善车辆动力学性能的同时回收部分振动能量,所设计的半主动控制器对电流有较好的控制效果。最后,进行台架试验,通过对比试验结果验证了仿真结果的正确性。     

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.     

基于车速分段的多模型切换在车道保持系统中的应用

针对目前车道保持系统中车速变化较大时被控车辆道路跟随性能较差的问题,采用基于车速分段的多模型切换方法,结合最优控制策略设计车辆横向控制算法建立车道保持系统控制策略。计算仿真及实车试验结果表明：所建立的基于车速分段的多模型切换算法能够在车速变化范围较大时有效降低被控车辆的车-路偏移量,一般工况下,能够使车-路偏移量控制在10 cm以下;车-路偏差在车道保持试验过程中平缓、稳定调整,满足车道保持系统控制精度的要求;与单模型设计控制算法的车道保持系统相比,被控车辆对车道中心线的跟随性能得到有效提高。     

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     

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...     

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。