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固定阶l1控制器的优化设计

固定阶L1控制器的优化设计

作者：王夏娇浙江大学

学位级别：硕士

鲁棒控制理论是反馈控制理论中的一个重要研究课题。作为H控制理论的补充,l控制理论也得到了越来越多的关注,但l控制的研究还不成熟。另一方面,广义系统作为一类比正常系统更具广泛形式的动力系统,对它的研究具有深远的实际意义。 ... 详细信息

鲁棒控制理论是反馈控制理论中的一个重要研究课题。作为H控制理论的补充,l控制理论也得到了越来越多的关注,但l控制的研究还不成熟。另一方面,广义系统作为一类比正常系统更具广泛形式的动力系统,对它的研究具有深远的实际意义。本文对固定阶l控制器优化设计问题做了研究和探讨,并推广到广义系统中。论文主要工作包括: (1) 推导出连续线性时不变系统中给定传递函数的l范数的逼近计算方法,利用Matlab提供的控制工程工具箱和计算机强大的运算能力可方便、快速地计算l范数。 (2) 提出了固定阶l控制器的优化设计问题,并针对该优化问题给出了基于逼近计算方法和模拟退火算法的求解策略。通过与其它l控制器设计方法的比较,表明该方法能方便、有效地设计出低阶有理的并且适用于多块问题的l最优控制器。 (3) 提出了基于Youla参数化方法和遗传算法的固定阶l最优控制器的优化设计方法。设计算例表明该方法具有简便易行、优化结果好等优点。 (4) 将正常系统固定阶l控制器的优化设计方法推广到连续线性广义系统中。讨论了广义系统与正常系统固定阶l控制器设计的联系与区别,并通过设计算例验证了方法的有效性。最后是全文的总结和展望。

关键词： l1控制 l1范数连续时间系统线性时不变系统广义系统固定阶控制器模拟退火算法遗传算法

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给定阶次控制器l1优化设计方法研究

给定阶次控制器l1优化设计方法研究

作者：吴福培汕头大学

学位级别：硕士

本论文通过简要地描述控制理论的发展过程，引出了作为现代控制理论多分支之一的(?)优化控制理论。在此基础上，介绍了(?)优化控制问题的基本思想和框架，系统回顾了求(?)优化控制问题近似解的方法并分析了这些方法的优缺点。本论... 详细信息

本论文通过简要地描述控制理论的发展过程，引出了作为现代控制理论多分支之一的(?)优化控制理论。在此基础上，介绍了(?)优化控制问题的基本思想和框架，系统回顾了求(?)优化控制问题近似解的方法并分析了这些方法的优缺点。本论文以实际工程应用为出发点，以含未知干扰和互质因子摄动的离散系统为研究对象，考虑多输入多输出离散系统的给定阶次控制器(?)优化设计问题。对给定控制器的阶次n，优化相应的目标函数，设计出在给定阶次n的情形下的最优控制器，使(?)控制器在给定阶次n的前提下其各项鲁棒性能指标达到最佳配置。基于Youla参数化法，对自由参数Q分为多项式和有理多项式两种情况分别进行了讨论，并将有理式的情形转化为多项式的形式，最后将给定阶的控制器优化问题归结为求解标准的线性规划问题。本文得到了在给定控制器阶次的条件下，使闭环系统内稳定并使相应的(?)范数最小的最优控制器。论文最后给出了相应的算例，从实验仿真的角度予以说明，验证算法的有效性;并进一步拓展，提出将(?)优化控制理论及其算法应用在计算机虚拟环境中，作为今后的发展方向。与已有的算法相比，本论文提出的算法无需经过对偶理论进行相应的转化，因而更为直接、简洁，并且不存在因零点插值而遇到的零极点相消问题，所以是一种更为实际的方法。

关键词： l1控制最优控制鲁棒控制给定阶控制器虚拟环境

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带l1范数最优控制问题的数值解法

带L1范数最优控制问题的数值解法

作者：奚成上海交通大学

学位级别：硕士

本文重点研究带l1范数的边界控制问题和源项控制问题的理论分析与数值求解.问题具体给定如下：式中Γ表示区域Ω的边界,而(y,u)满足式中(y,u)满足我们首先证明了以上连续问题解的存在唯一性,然后使用有限元方法进行离散化以实现数值求解... 详细信息

本文重点研究带l1范数的边界控制问题和源项控制问题的理论分析与数值求解.问题具体给定如下：式中Γ表示区域Ω的边界,而(y,u)满足式中(y,u)满足我们首先证明了以上连续问题解的存在唯一性,然后使用有限元方法进行离散化以实现数值求解.证明了离散化问题解的存在唯一性和收敛性.通过引进一个辅助变量,利用矩阵描述,将离散化问题转化为带三分块的线性约束凸可分离优化问题.然后,利用求解多块线性约束凸可分离优化问题的带lagrange乘子交替方向法(ADMM方法),构造了相应的高效求解算法,较好地对离散化问题进行了快速求解.另外,我们通过一系列数值实验,验证了离散化方法的有效性和求解离散化问题算法的收敛性.

关键词：最优控制间题 l1控制有限元方法 ADMM算法收敛性

非线性连续时间系统l_1控制的非线性反馈(英文)

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北京大学学报（自然科学版） 2002年第5期38卷 635-646页

作者：郝飞楚天广黄琳北京大学力学与工程科学系系统与控制研究中心100871

用集值分析方法研究了仿射非线性连续时间系统具λ 指数收敛率和 ρ 性能的l1 控制问题。首先 ,引入连续时间系统的受控λ 收缩集概念 ,并建立了与其Euler逼近的离散系统的受控收缩集之间的关系。然后 ,结合此概念 ,得到了这个问题有静... 详细信息

用集值分析方法研究了仿射非线性连续时间系统具λ 指数收敛率和 ρ 性能的l1 控制问题。首先 ,引入连续时间系统的受控λ 收缩集概念 ,并建立了与其Euler逼近的离散系统的受控收缩集之间的关系。然后 ,结合此概念 ,得到了这个问题有静态连续非线性解的充分条件。这推广了在稳定性意义下文献中的结果。

关键词：非线性连续时间系统 l1控制 ρ-性能收缩集非线性反馈集值分析方法 λ-指数收敛率

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固定阶l_1控制器的设计研究

绍兴文理学院学报 2008年第7期28卷 33-36页

作者：董继明绍兴电力局浙江绍兴312000

给出了一类固定阶次优化问题的解,以及次优化l1控制器的设计.设计算例验证了方法的有效性.

关键词：固定阶控制器 l1控制 lMI

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一类线性网络控制系统鲁棒l_1控制

计算技术与自动化 2011年第3期30卷 6-10页

作者：李艳辉尚胤彤陈琴黄娜东北石油大学电气信息工程学院黑龙江大庆163318

研究一类网络控制系统(NCS)的l1控制问题。针对一类具有时延和丢包的网络控制系统,将其建模为线性时变时延系统,利用lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法建立具有鲁棒l1性能约束的状态反馈控制器。首先给出闭环系统渐近稳定且具有峰... 详细信息

研究一类网络控制系统(NCS)的l1控制问题。针对一类具有时延和丢包的网络控制系统,将其建模为线性时变时延系统,利用lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法建立具有鲁棒l1性能约束的状态反馈控制器。首先给出闭环系统渐近稳定且具有峰-峰值性能约束的充分条件,然后给出网络控制系统状态反馈控制器l1控制率的设计方法,最后利用lMI工具箱求解控制器参数。数值算例结果证明了该方法的可行性。

关键词：网络控制系统峰-峰值性能约束 l1控制线性矩阵不等式

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永磁直线伺服系统的l_1速度控制器设计

组合机床与自动化加工技术 2008年第10期 48-51页

作者：孙宜标孙晓雨董婷夏加宽沈阳工业大学电气工程学院沈阳110178

永磁直线伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但负载扰动及系统参数变化会降低系统的伺服性能,为了削弱上述不确定性因素的影响,采用l1控制方法设计速度控制器。基于直线电机离散模型,利用youla参数化法将l1速度控制器设计转化... 详细信息

永磁直线伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但负载扰动及系统参数变化会降低系统的伺服性能,为了削弱上述不确定性因素的影响,采用l1控制方法设计速度控制器。基于直线电机离散模型,利用youla参数化法将l1速度控制器设计转化为匹配模型最优控制器Q的设计。从给定的控制器阶数出发,将无限维的l1问题转化为有限维的线性规划问题。仿真结果表明,该控制策略不仅具有良好的快速跟踪性能,而且对系统参数变化和外部扰动具有很强的鲁棒性。

关键词：永磁直线伺服系统 l1控制给定阶控制器匹配模型

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跟踪技术在热轧卷取机控制中的应用

冶金自动化 2009年第6期33卷 39-42+47页

作者：何茂松彭燕华王正坤中冶赛迪工程技术股份有限公司自动化事业部

根据热轧卷取机自动化系统设计和调试经验,对卷取区带钢的宏跟踪和微跟踪技术的应用进行了介绍。其中宏跟踪允许卷取区存在2块带钢,能达到理论上最快生产节奏。微跟踪采用4种卷径计算的方法,通过比较和分析,获得最佳结果。为了提高跟踪... 详细信息

根据热轧卷取机自动化系统设计和调试经验,对卷取区带钢的宏跟踪和微跟踪技术的应用进行了介绍。其中宏跟踪允许卷取区存在2块带钢,能达到理论上最快生产节奏。微跟踪采用4种卷径计算的方法,通过比较和分析,获得最佳结果。为了提高跟踪精度,采取了前滑率校验、跟踪修正、带尾定位跟踪、咬钢信号补偿等措施,提出了热金属检测器选用和维护的原则,在实际工程应用中取得较好效果。

关键词：带钢跟踪热轧带钢卷取机 l1控制

基于视觉信息引导的舰载无人机精确着舰技术研究

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基于视觉信息引导的舰载无人机精确着舰技术研究

作者：吴赛飞南京航空航天大学

学位级别：硕士

舰载无人机因其作战灵活、自主性强等优点,已成为现代海军追求“非接触”和“零伤亡”的理想武器。因此引导舰载无人机精确安全着舰一直是各国研究的重点。针对舰载无人机精确着舰的要求,本文对基于视觉信息引导的舰载无人机着舰技术进... 详细信息

舰载无人机因其作战灵活、自主性强等优点,已成为现代海军追求“非接触”和“零伤亡”的理想武器。因此引导舰载无人机精确安全着舰一直是各国研究的重点。针对舰载无人机精确着舰的要求,本文对基于视觉信息引导的舰载无人机着舰技术进行了研究。首先,根据舰载无人机着舰的特点和导航系统的要求,设计了一套视觉着舰导航系统,并对该系统的原理、工作流程、跟踪控制和位置解算进行分析,设计了基于红外视觉的导航系统位置标定方法,并对标定好的系统进行了测试。其次,为了进一步精确获取舰载无人机的位置,选择了Adaboost算法对无人机目标进行检测识别,根据实际检测的情况选取无人机矩形特征并采用积分图简化特征值的计算,通过权值更新和非对称学习对Adaboost算法进行了改进,通过无人机正负样本训练级联分类器,实现了对无人机目标精确检测。再次,为了控制舰载无人机沿着期望的下滑航迹着舰,分别采用总能量控制和l1非线性控制方法对舰载机纵侧向着舰引导控制律进行设计,并通过半物理仿真对设计的着舰引导控制律进行了仿真验证。最后,进行了外场飞行试验,对设计的视觉着舰导航系统及着舰引导控制律进行了验证。试验结果表明,所设计的视觉导航系统具有较高的位置解算精度,基于总能量控制和l1非线性控制的着舰引导控制律可实现舰载无人机的精确航迹跟踪飞行和移动平台定点降落,跟踪误差在允许范围内。研究成果对舰载无人机视觉引导着舰技术的工程化实现具有重要的参考价值。

关键词：舰载无人机视觉导航自动着舰 Adaboost算法总能量控制 l1控制