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基于LMI优化的H_∞/广义H_2输出反馈主动悬架控制

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南京航空航天大学学报 2006年第B07期38卷 25-29页

作者：于树友马苗苗陈虹吉林大学控制科学与工程系长春130025

在多目标控制框架下,基于线性矩阵不等式(LMI)优化技术,提出了一种H_∞/广义H_2输出反馈控制策略;利用广义H_2范数描述系统的时域硬约束,同时选择H_∞范数最小化系统的性能输出,最终将系统的控制律归结为求解具有LMI约束的(半)正定规划... 详细信息

在多目标控制框架下,基于线性矩阵不等式(LMI)优化技术,提出了一种H_∞/广义H_2输出反馈控制策略;利用广义H_2范数描述系统的时域硬约束,同时选择H_∞范数最小化系统的性能输出,最终将系统的控制律归结为求解具有LMI约束的(半)正定规划问题．对四自由度(4DOF)二分之一车主动悬架系统的仿真表明:H_∞/广义H_2输出反馈主动悬架系统能用有限的主动力保证操纵稳定性,并明显改善乘坐舒适性。

关键词：主动悬架时域硬约束 H∞/广义H2范数 LMI优化

基于约束H_∞输出反馈的四轮转向模型跟踪控制

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信息与控制 2016年第1期45卷 53-59页

作者：王菁于树友陈虹吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022 吉林大学通信工程学院吉林长春130022

以跟踪参考模型为控制策略,提出一种基于约束H_∞输出反馈控制的四轮转向(4WS)控制新方法.将前馈控制和反馈控制相结合,同时控制前、后轮转角,以实现实际车辆模型对参考模型的期望性能跟踪.兼顾抗干扰能力与执行机构输出饱和,将约束H_... 详细信息

以跟踪参考模型为控制策略,提出一种基于约束H_∞输出反馈控制的四轮转向(4WS)控制新方法.将前馈控制和反馈控制相结合,同时控制前、后轮转角,以实现实际车辆模型对参考模型的期望性能跟踪.兼顾抗干扰能力与执行机构输出饱和,将约束H_∞输出反馈控制应用于反馈控制器的设计.仿真实验表明所设计的4WS车辆系统可以很好地跟踪参考车辆模型,提高了车辆的操纵稳定性.

关键词：四轮转向约束H∞ 输出反馈控制操纵稳定性

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四轮独立驱动电动汽车转向稳定控制

控制理论与应用 2021年第6期38卷 719-730页

作者：于树友李文博刘艺陈虹吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130012 吉林大学通信工程学院吉林长春130012 同济大学新能源汽车工程中心上海200092 北京华为数字技术有限公司北京100095

四轮驱动电动汽车在中高速转向行驶过程中,轮胎的非线性特性会使得汽车出现大摆动、侧滑、过度或不足转向等安全问题.针对可能出现的问题,提出了四轮驱动电动汽车转向稳定分层控制策略.上层横摆稳定控制器采用基于图表的滑模控制算法规... 详细信息

四轮驱动电动汽车在中高速转向行驶过程中,轮胎的非线性特性会使得汽车出现大摆动、侧滑、过度或不足转向等安全问题.针对可能出现的问题,提出了四轮驱动电动汽车转向稳定分层控制策略.上层横摆稳定控制器采用基于图表的滑模控制算法规划出使车辆转向稳定的附加横摆力矩.下层转矩优化分配控制器采用模型预测控制方法实现4个轮胎的转矩分配,保证车辆转向行驶安全性.仿真结果表明所设计的控制策略能够有效保证车辆的稳定转向行驶.

关键词：横摆稳定分层控制预测控制滑模控制图表

基于滚动优化的约束H_∞主动悬架控制系统研究

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基于滚动优化的约束H_∞主动悬架控制系统研究

作者：于树友吉林大学

学位级别：硕士

本文以LMI 为优化工具,融合预测控制的思想,主要讨论了滚动优化的约束H∞性能控制方法在汽车悬架系统中的应用。主动悬架控制问题实际上是一个存在输出约束和控制约束的干扰抑制问题。传统的H∞控制方法一般没有考虑系统中存在的约束... 详细信息

本文以LMI 为优化工具,融合预测控制的思想,主要讨论了滚动优化的约束H∞性能控制方法在汽车悬架系统中的应用。主动悬架控制问题实际上是一个存在输出约束和控制约束的干扰抑制问题。传统的H∞控制方法一般没有考虑系统中存在的约束。约束系统的H∞控制,把系统约束转化为优化参数的约束,把H∞性能指标当作优化目标,解带约束的LMI 优化问题。当扰动满足一定的条件下,能够满足系统约束;但当大扰动作用于系统,却常常导致系统约束的违背。滚动优化的H∞控制利用预测控制的滚动优化思想,把当前时刻系统的状态当作系统的初态,在每个优化时刻都求解带约束的LMI 优化问题。一方面当大扰动作用于系统时,使系统的约束依然得到满足;另一方面充分协调了满足约束和提高性能的矛盾,在一定程度上避免了系统设计的保守性。本文第四章提出了滚动优化的约束H∞控制,第五章提出了滚动优化的约束广义H 2控制,以此为基础进行了主动悬架设计,并针对确定性路面输入进行了系统仿真。

关键词：滚动优化线性矩阵不等式(LMI) H_∞控制约束系统主动悬架

基于滚动时域优化的轮式移动机器人路径跟踪问题研究（英文）

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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控制理论与应用 2017年第4期34卷 424-432页

作者：刘洋于树友郭洋高炳钊陈虹吉林大学控制科学与工程系吉林长春130012 中国第一汽车股份有限公司技术中心吉林长春130000 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130012

轮式移动机器人是典型的非完整约束系统.本文基于滚动时域控制策略研究轮式移动机器人的路径跟踪问题.为了既能够保证移动机器人渐近收敛到期望轨迹,又能够保证在线求解的优化问题的滚动可行性,参考轨迹被选为优化问题中的终端等式约束... 详细信息

轮式移动机器人是典型的非完整约束系统.本文基于滚动时域控制策略研究轮式移动机器人的路径跟踪问题.为了既能够保证移动机器人渐近收敛到期望轨迹,又能够保证在线求解的优化问题的滚动可行性,参考轨迹被选为优化问题中的终端等式约束.仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性.

关键词：模型预测控制非线性约束系统轮式移动机器人路径跟踪问题

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基于三步法的机械臂轨迹跟踪控制

控制理论与应用 2020年第5期37卷 1034-1044页

作者：于树友孟凌宇许芳曲婷陈虹吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022 吉林大学控制科学与工程系吉林长春130022 同济大学新能源汽车工程中心上海200092

考虑机械臂末端轨迹跟踪控制问题,以跟踪逆运动学求解出的末端期望轨迹对应的各关节期望角度为控制目标.设计了一种基于三步法的控制器,该控制器由类稳态控制、可变参考前馈控制和误差反馈控制3部分组成.证明了该控制器可以通过控制机... 详细信息

考虑机械臂末端轨迹跟踪控制问题,以跟踪逆运动学求解出的末端期望轨迹对应的各关节期望角度为控制目标.设计了一种基于三步法的控制器,该控制器由类稳态控制、可变参考前馈控制和误差反馈控制3部分组成.证明了该控制器可以通过控制机械臂的各关节力矩实现各关节实际角度对期望角度的状态跟踪,进而使得末端轨迹渐近跟踪期望轨迹,并且跟踪误差是输入到状态稳定的.仿真表明基于三步法控制器的空间机械臂末端可以渐近跟踪期望轨迹,并且该算法可以克服系统的末端负载质量变化等不确定性的影响.

关键词：机械臂轨迹跟踪三步法渐近跟踪

非线性系统模型预测控制若干基本特点与主题回顾

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控制理论与应用 2013年第3期30卷 273-287页

作者：何德峰丁宝苍于树友浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023 西安交通大学自动化系陕西西安710049 吉林大学控制科学与工程系吉林长春130025

随着线性系统模型预测控制的大量成功应用,基于非线性模型的预测控制简称非线性预测控制(NMPC)在近20年来引起了广泛关注,并取得了丰富的研究成果.本文在阐述NMPC基本原理和特点的基础上,分别从优化可行性、稳定性、鲁棒性、优化求解、... 详细信息

随着线性系统模型预测控制的大量成功应用,基于非线性模型的预测控制简称非线性预测控制(NMPC)在近20年来引起了广泛关注,并取得了丰富的研究成果.本文在阐述NMPC基本原理和特点的基础上,分别从优化可行性、稳定性、鲁棒性、优化求解、吸引域等主题出发,分析并总结NMPC的研究现状.最后,在指出NMPC有待进一步深入研究问题的同时,展望当前NMPC的一些研究方向.

关键词：非线性系统模型预测控制可行性稳定性鲁棒性优化求解吸引域

基于扰动观测器的轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制

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吉林大学学报（工学版） 2021年第3期51卷 1097-1105页

作者：于树友常欢孟凌宇郭洋曲婷吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林大学通信工程学院长春130022

轮式移动机器人路径跟踪控制问题中通常存在状态约束和输入约束,并且系统运行时容易受到外部扰动的影响。本文基于非线性扰动观测器提出了一种轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制策略。当没有外部扰动作用于系统时,滚动时域控制算法可... 详细信息

轮式移动机器人路径跟踪控制问题中通常存在状态约束和输入约束,并且系统运行时容易受到外部扰动的影响。本文基于非线性扰动观测器提出了一种轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制策略。当没有外部扰动作用于系统时,滚动时域控制算法可以满足控制约束和状态约束,并且使得轮式移动机器人跟踪期望的轨迹;当存在外部干扰,尤其是慢变扰动时,非线性扰动观测器能够估计扰动,并通过反馈补偿扰动对轮式移动机器人移动轨迹的影响。仿真结果表明,在外部干扰存在的情况下该控制策略能够保证移动机器人渐近跟踪期望路径。

关键词：自动控制技术轮式移动机器人路径跟踪问题扰动观测器滚动时域控制

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基于三步法的汽车主动四轮转向控制

吉林大学学报（工学版） 2019年第3期49卷 934-942页

作者：于树友谭雷王伍洋陈虹吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林大学通信工程学院长春130012

为了提高线控主动四轮转向汽车的主动安全性、操纵稳定性,将三步法控制策略应用于线控主动四轮转向车辆控制问题中,以跟踪参考模型输出为控制目标设计了三步法控制器。该控制器由类稳态控制、考虑参考变化的前馈控制和状态相关的误差反... 详细信息

为了提高线控主动四轮转向汽车的主动安全性、操纵稳定性,将三步法控制策略应用于线控主动四轮转向车辆控制问题中,以跟踪参考模型输出为控制目标设计了三步法控制器。该控制器由类稳态控制、考虑参考变化的前馈控制和状态相关的误差反馈控制3部分构成。通过对线控主动四轮转向汽车的前、后轮转角进行控制,保证实际的车辆质心侧偏角和横摆角速度对理想的质心侧偏角和横摆角速度的状态跟踪。采用非线性八自由度汽车模型对控制器的有效性进行验证。仿真结果表明:所设计的控制器能够跟踪上理想模型输出值,提高了线控主动四轮转向汽车的操纵稳定性。

关键词：自动控制技术主动四轮转向模型跟踪三步法操纵稳定性