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陀螺寻北仪限幅系统鲁棒近时间最优控制器

系统工程与电子技术 2016年第11期38卷 2624-2629页

作者：陈志翔谭立龙陈励华火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室陕西西安710025 火箭军工程大学自动控制工程系陕西西安710025

针对陀螺寻北仪的限幅系统设计了一种鲁棒近时间最优控制器。首先将陀螺寻北仪的快速限幅问题转化为时间最优控制问题,然后提出设计一种鲁棒近时间最优控制器来克服理论时间最优控制器的缺陷。该控制器结合了传统的bang-bang控制,滑模... 详细信息

针对陀螺寻北仪的限幅系统设计了一种鲁棒近时间最优控制器。首先将陀螺寻北仪的快速限幅问题转化为时间最优控制问题,然后提出设计一种鲁棒近时间最优控制器来克服理论时间最优控制器的缺陷。该控制器结合了传统的bang-bang控制,滑模控制以及一种备份控制。滑模控制器的设计运用时间最优控制的思想并通过Lyapunov稳定性理论推导出控制器参数的选择标准。为了解决控制器在原点处不稳定问题,提出了另一类具有线性滑模面的滑模控制器作为备份控制。数值仿真结果证明了提出的控制器的可行性,在明显降低抖振的同时在时间指标上与理论控制器相近。这种控制器的设计方法同样适用于小阻尼项的二阶系统。

关键词：陀螺寻北仪限幅系统时间最优控制滑模控制

在逐点状态约束下一个四阶线性系统的时间最优控制

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控制理论与应用 2006年第2期23卷 169-174页

作者：朱尚伟李训经山西财经大学应用数学系复旦大学数学系

在逐点状态约束下,最优控制问题的求解是很困难的,已有的最大值原理和形态规划理论很难用来求解在逐点状态约束下最优控制问题.本文讨论逐点状态约束下一个四阶线性系统的时间最优控制问题.我们采用转换的方法给出了最优时间与最优控制... 详细信息

在逐点状态约束下,最优控制问题的求解是很困难的,已有的最大值原理和形态规划理论很难用来求解在逐点状态约束下最优控制问题.本文讨论逐点状态约束下一个四阶线性系统的时间最优控制问题.我们采用转换的方法给出了最优时间与最优控制的具体表达式.

关键词：逐点状态约束时间最优控制最优轨线

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基于改进遗传算法的时间最优控制问题求解

控制与决策 2002年第1期17卷 41-44页

作者：曾进任庆生上海交通大学应用数学系上海200030 上海交通大学计算机科学与工程系上海200030

对原有遗传算法的不足进行分析 ,提出改进的遗传算法。对于高维、高精度问题 ,改进算法相对原算法可节省大量存储空间和解码时间。提出的选择算子仅与父代的大小顺序有关 ,既可避免原算法对适应值必须为正的限制 ,又可避免算法过早收敛... 详细信息

对原有遗传算法的不足进行分析 ,提出改进的遗传算法。对于高维、高精度问题 ,改进算法相对原算法可节省大量存储空间和解码时间。提出的选择算子仅与父代的大小顺序有关 ,既可避免原算法对适应值必须为正的限制 ,又可避免算法过早收敛到局部解。证明了新算法的全局收敛性 ,并对新的选择算子进行了性能分析。将改进的遗传算法引入受约束时间最优控制问题的求解。

关键词：时间最优控制约束最优控制遗传算法罚函数方法

扩散方程在可测集上的能观性估计和时间最优控制bang-bang性

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控制理论与应用 2022年第9期39卷 1594-1600页

作者：张灿武汉大学数学与统计学院湖北武汉430072

在前期工作[4-7]中,笔者证明当观测集是Lebesgue正可测集时,具有实解析系数抛物方程的能观性不等式成立.在这些工作中,笔者主要用到此类偏微分方程的解在正可测集上的定量估计式.在这篇文章中,将运用文献[19]的结论,建立有界区域上具有... 详细信息

在前期工作[4-7]中,笔者证明当观测集是Lebesgue正可测集时,具有实解析系数抛物方程的能观性不等式成立.在这些工作中,笔者主要用到此类偏微分方程的解在正可测集上的定量估计式.在这篇文章中,将运用文献[19]的结论,建立有界区域上具有非实解析系数扩散方程在时空区域Lebesgue可测集上的能观性不等式.作为应用,本文将给出相应的时间或范数最优控制问题的bang-bang性.

关键词：能观性不等式零能控性可测集时间最优控制

鲁棒近似时间最优控制及其在电机伺服系统的应用

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电工技术学报 2014年第7期29卷 163-172页

作者：胡金高程国扬福州大学电气工程与自动化学院福州350116

提出一种在双积分伺服系统中实现快速无静差定点跟踪的控制方案。控制律以近似时间最优控制律为主体,引入对未知扰动的补偿,通过一个扩展状态观测器对系统中不可量测的速度信号和未知扰动进行估计。从理论上分析了闭环系统的稳定性。把... 详细信息

提出一种在双积分伺服系统中实现快速无静差定点跟踪的控制方案。控制律以近似时间最优控制律为主体,引入对未知扰动的补偿,通过一个扩展状态观测器对系统中不可量测的速度信号和未知扰动进行估计。从理论上分析了闭环系统的稳定性。把这种控制方案用于一个永磁同步电机的位置-速度环的定点跟踪控制,并进行了Matlab数字仿真和基于TMS320F2812DSP的实验研究,结果表明所设计的控制系统可以对大范围的给定目标进行快速和准确的跟踪,且对扰动和系统参数差异具有较好的性能鲁棒性。

关键词：伺服系统状态观测器扰动补偿时间最优控制

移动机器人速度加速度饱和约束下的时间最优控制

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控制与决策 2014年第1期29卷 118-122页

作者：熊蓉詹剑波汤卿褚健浙江大学工业控制技术国家重点实验室杭州310027

针对机器人运动系统中普遍存在的速度和加速度约束,提出一种满足以上约束的机器人运动时间最优控制方法.首先,通过最优条件构造哈密尔顿函数,根据极小值原理求解时间最优控制;其次,通过相轨迹分析,证明了满足约束的时间最优控制律的形式... 详细信息

针对机器人运动系统中普遍存在的速度和加速度约束,提出一种满足以上约束的机器人运动时间最优控制方法.首先,通过最优条件构造哈密尔顿函数,根据极小值原理求解时间最优控制;其次,通过相轨迹分析,证明了满足约束的时间最优控制律的形式;再次,通过求解最优时间,将满足约束的时间最优控制律转换成末端时间为最优时间的燃料最优控制律;最后,在RoboCup小型足球机器人上进行对比实验,验证了该方法在规划与实际上的一致性.

关键词：速度饱和加速度饱和时间最优控制燃料最优控制最优时间

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基于时间最优控制的模糊控制优化方法

上海交通大学学报 1999年第5期33卷 574-576页

作者：吴誉杨煜普许晓鸣上海交通大学自动化系

讨论了二次积分系统的时间最优控制．考虑到系统的鲁棒性和抗扰动能力，对其参数设计方法进行了改进．理论分析和仿真表明，这种基于时间最优控制的非线性设计方法具有很好的控制效果和鲁棒性，适用于一类二阶系统的控制．通过二阶系统... 详细信息

讨论了二次积分系统的时间最优控制．考虑到系统的鲁棒性和抗扰动能力，对其参数设计方法进行了改进．理论分析和仿真表明，这种基于时间最优控制的非线性设计方法具有很好的控制效果和鲁棒性，适用于一类二阶系统的控制．通过二阶系统的模糊控制和时间最优控制的对比发现，一类二阶系统或可近似为二阶系统的模糊控制实际上是对二阶系统最优控制的一种近似．在此基础上，指出了模糊控制规则设计中一种常见的错误。

关键词：模糊控制最优控制二次积分系统时间最优控制

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时间最优控制的Mayer逼近算法

时间最优控制的Mayer逼近算法

作者：高卓艳贵州大学

学位级别：硕士

本文主要讨论一种时间最优控制问题的数值解法。众所周知，动态规划法是求最优控制问题解的一种非常重要的方法，特别在处理用极大值原理不能处理的反馈最优控制问题中，展现了其优越性。而在使用动态规划法求解时间最优控制问题时，由... 详细信息

本文主要讨论一种时间最优控制问题的数值解法。众所周知，动态规划法是求最优控制问题解的一种非常重要的方法，特别在处理用极大值原理不能处理的反馈最优控制问题中，展现了其优越性。而在使用动态规划法求解时间最优控制问题时，由于终端时间的未确定性，给问题的求解带来一定的困难。本文采用动态规划方法给出了一种间接求解时间最优控制问题的近似算法。通过引入适当的变换，我们首先将时间最优控制问题转换为一系列终端时间固定的Mayer问题；然后通过引入恰当的粘性因子，将动态规划方法中求解与Mayer问题相应的Hamilton-Bellman-Jacobi方程粘性解的问题转换为对流-扩散方程的求解，进一步采用特征差分法，数值求解此对流-扩散方程，从而得到了一种数值求解时间最优控制问题的近似算法。最后，给出了一个数值例子说明我们算法的可行性。具体过程如下：设受控系统为其中Vad表示容许控制集。那么对系统（0.1），时间最优控制问题就是在容许控制集Vad里寻找一个最优控制v*，v*将状态经过时间t后从初始状态z0变到希望达到的目标状态z1，并且使得所经过的时间最短。为了讨论这一类时间最优控制问题（P），我们首先引入适当的变换t=ks（O≤s≤1，k∈R+），通过该变换系统（0.1）变为下列形式：此处x（x）=z（ks），u（s）=v（ks）。设允许控制集为W={（u，k）|u（s）=v（ks），0≤s≤1，v∈Vad，k∈R+}定义目标泛函为其中x（u，k）是（0．2）对应控制w′=（u，k）的解。问题（Pε）是寻求w*∈W使Jε（w*）≤Jε（w′）．则在一定条件下，时间最优控制问题（P）的解为可由这一列终端时间固定的Mayer问题（Pε）来逼近求解。对Mayer问题（Pε），我们引入粘性因子采用动态规划方法进行求解，从而实现最优，即根据动态规划方法得到与问题（Pε）相应的值函数和HJB偏微分方程然后引入粘性项将求HJB偏微分方程（0.4）的粘性解转化为求对流-扩散方程的古典解。进一步采用特征差分方法，数值求解这个对流-扩散方程。最后得到一种时间最优控制问题的数值解法。

关键词：时间最优控制 Mayer逼近动态规划方法 HJB方程

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基于抽样学习的开放量子系综时间最优控制

中国科学技术大学学报 2019年第10期49卷 775-780,790页

作者：祁鹏匡森中国科学技术大学自动化系安徽合肥230027

针对哈密顿量具有波动的、大量成员系统构成的开放量子系综,在密度矩阵的相干矢量体系下提出了一个双阶段近似时间最优控制算法,实现了系综中所有成员系统对于一个共同目标态的高保真度状态转移,同时确保了控制时间的近似最小.该算法首... 详细信息

针对哈密顿量具有波动的、大量成员系统构成的开放量子系综,在密度矩阵的相干矢量体系下提出了一个双阶段近似时间最优控制算法,实现了系综中所有成员系统对于一个共同目标态的高保真度状态转移,同时确保了控制时间的近似最小.该算法首先根据表征系综哈密顿量波动情况的参数分布律对系综进行采样以便得到代表系综特性的一个样本系统集;然后基于该样本系统集、并借助基本的梯度法在两个阶段中分别对保真度和控制时间进行优化,得到了最终的最优控制律;最后在两能级开放量子系综上进行了数值仿真实验,验证了所提出算法的有效性.

关键词：开放量子系综时间最优控制相干矢量