奇异最优控制问题及其解法

介绍了奇异最优控制的数学描述、研究方法及判定是否最优解的必要条件;给出了 ＬＱＲ问题和非线性动态系统最优化问题的奇异解;并对正常弧与奇异弧的连接制牛进行了分析。     

信息系统的优化控制研究

针对信息系统突出的动态特性,建模方法必须反映实际问题,用状态空间法构造信息系统模型的方法,对于实现系统的最优控制和自适应控制非常有效。     

Lorenz系统的最优控制

文章讨论了Lorenz系统的最优控制问题,将该混沌系统控制到任意所期望的状态。基于哈密顿-雅可比-贝尔曼方程将构建最优控制器问题归结为解偏微分方程问题,通过巧妙构造Lyapunov函数从而得到最优控制器。数值仿真表明,所设计的控制器实用有效并且易于实现。     

由系统状态空间表达式求传递函数阵

按照经典设计方法,开始时就按一定的性能指标来确定了系统的结构形式,这些结构形式通常并不是最优的。在经典反馈控制系统中,只用系统的输入与输出的信号差作为激励信号的系统中,这种形式提供的信息不足以给出最优控制。现代控制理论设计系统的方法,是基于确定一个控制规律或最优控制策略,采用这种控制方法,可形成一系列的最优控制的性能指标。这种方法简化了对任意初始条件的时变及多变量控制系统的设计,并能给出系统的最优结构。本以现代控制制理论中的状态空间法,以例分析,求其系统的传递函数阵。以便进一步运用多种方法,对应分析。     

半线性椭圆最优控制问题的插值系数有限元方法

首先,通过最优化理论并引入对偶状态变量将原问题转化为一个半线性方程组;其次,利用分片线性函数逼近状态变量和对偶状态变量,用分片常数函数逼近控制变量,并用牛顿迭代法和插值系数技巧处理半线性项,得到半线性椭圆最优控制问题的插值系数有限元逼近格式;再次,根据有限元及相关投影的逼近性质,得到了逼近格式的收敛性分析结果;最后,通过数值算例验证理论的正确性。     

基于ELVIS的倒立摆二次型最优控制实验系统设计

基于NI-ELVISⅡ虚拟仪器实验平台设计开发了倒立摆平衡控制实验系统。首先分析了倒立摆的控制原理,建立了倒立摆控制系统的数学模型,设计了二次型最优控制器;然后在LabVIEW环境中,设计了倒立摆平衡控制实验的前面板,并进行了仿真和实验研究。实验结果表明:该倒立摆实验系统具有良好的创新性,利用此系统学生可以自行开发不同的控制方法,从而激发学生学习控制理论的兴趣,调动学生的主动性,进一步提高实验教学质量。     

状态反馈最优控制器设计及仿真

阐述了线性二次型状态反馈控制器的原理及设计方法,给出了最优状态观测器的存在条件,以及基于最优观测器的最优控制理论．以一级倒立摆为受控对象,通过Matlab仿真实验研究讨论了加权矩阵Q和R的变化对最优控制系统的影响问题,通过最优控制器与PID控制器控制效果进行比较,得出了最优控制器性能更好的结论．     

新学部委员主要科技成就(七)——我在电力科研方面的成果

我在电力系统线性最优控制和非线性控制理论与应用两个领域取得了系统性、创造性的重大研究成果,推进了本学科的发展.在线性最优控制理论与应用方面,我率先将变分理论及其它有关数学分支理论、现代控制理论、电力系统动态学、计算机技术结合成一有机整体,建立了电力系统线性最优控制新学科体系.以我为第一作者撰写的《输电系统最优控制》专著,获1982年度全国优秀科技图书一     

四轮独立驱动电动汽车的再生制动控制

为了提高电动汽车制动过程中的回收能量和制动性能,提出1种四轮独立驱动电动汽车再生制动控制方法。该方法结合不同工况对控制目标的偏重特点,采用了分步优化的处理方式:首先,针对日常稳定行驶工况,基于系统效率和前、后轴制动力分配约束,以能效优化为目标规划各车轮再生制动和液压力矩;其次,为了解决低附着等复杂路面上车轮可能抱死等问题,引入车轮滑移率软约束和驾驶员总期望力矩需求,基于优化方法对各车轮制动力矩进行了动态修正。通过专业车辆动力学仿真软件veDYNA进行了仿真测试。测试结果表明,该方法可以在车轮出现抱死趋势时主动进行动态调节,保证对开、低附着路面上的车辆稳定性,并提高能量回收5%以上,满足实际应用中对各种制动工况的控制需求。