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基于LQR的耦合动态互联系统分布式协作负载均衡优化控制
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作者 刘建刚 郑志强 +2 位作者 谢小良 王仲梅 杨胜杰 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1487-1491,共5页
针对一类非等同非线性耦合互联系统,提出分布式协作负载均衡优化控制方法。将子系统间的通信联系建模成有向图,借助输入输出反馈线性化技术,将耦合互联系统的分布式负载均衡控制设计问题转化为广义线性多智能体系统的同步跟踪问题;基于... 针对一类非等同非线性耦合互联系统,提出分布式协作负载均衡优化控制方法。将子系统间的通信联系建模成有向图,借助输入输出反馈线性化技术,将耦合互联系统的分布式负载均衡控制设计问题转化为广义线性多智能体系统的同步跟踪问题;基于最近邻原则和LQR方法,设计增益可调的分布式协作负载均衡优化控制律,耦合强度依赖于通信拓扑,控制增益依赖于子系统模型;借助矩阵变换方法,整个闭环系统的渐近稳定性可以解耦成每个子系统的稳定性,在假定通信拓扑只含有生成树的条件下,借助李亚谱诺夫函数,可证明整个闭环系统是稳定的,且通过调节控制增益,可以得到期望的响应速度。仿真结果验证了所提出控制方法的有效性及可行性。 展开更多
关键词 耦合动态互联系统 分布式负载均衡 优化控制 输入输出反馈线性化 LQR 李亚谱诺夫函数
自行车机器人质心位置对回转运动的影响
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作者 庄未 孙兵 +2 位作者 赵智慧 刘成举 黄用华 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期70-76,共7页
针对一台自行车机器人,研究机器人质心位置水平和竖直变化对车体回转运动的彩响问题。引入査普雷金(Chaplygin)方程建立自行车机器人系统的力学模型,采用线性二次型调节器(LQR)设计车体回转运动的平衡控制器,通垃调节质量块位置水平和... 针对一台自行车机器人,研究机器人质心位置水平和竖直变化对车体回转运动的彩响问题。引入査普雷金(Chaplygin)方程建立自行车机器人系统的力学模型,采用线性二次型调节器(LQR)设计车体回转运动的平衡控制器,通垃调节质量块位置水平和竖直变化改变车架质心位置,以车把90°转角为例对控制系统进行数值仿真和物理试验。结果表明:选择同样的加权矩阵,适当的使车架质心向左水平移动或向上竖直移动,车架横滚角由初始的偏角更快地恢复到平衡位置,且前车轮控制力矩更小。研究结果可为该平衡车机器人的结构和驱动优化设计提供理论参考。 展开更多
关键词 査普雷金方程 变质心 回转 线性二次型调节器(LQR)
基于LQR的智能车辆路径跟踪控制研究 预览
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作者 郑柱 《内燃机与配件》 2019年第13期244-245,共2页
路径跟踪问题是智能车辆研究的一项关键技术,其重点在于寻找一种合适的控制算法去控制车辆精确的跟随规划好的路径。文章主要研究了线性二次型最优控制(LQR)在智能车路径跟踪方面的应用,包括智能车辆模型搭建、算法应用、路径工况选择... 路径跟踪问题是智能车辆研究的一项关键技术,其重点在于寻找一种合适的控制算法去控制车辆精确的跟随规划好的路径。文章主要研究了线性二次型最优控制(LQR)在智能车路径跟踪方面的应用,包括智能车辆模型搭建、算法应用、路径工况选择的具体过程,指出了LQR控制算法在该领域应用的优缺点。 展开更多
关键词 路径跟踪 智能车 LQR 预瞄模型
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小型混合翼无人机过渡过程一体化建模与控制 预览
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作者 王博豪 张勇 +1 位作者 徐伟程 郭锦 《宇航计测技术》 CSCD 2019年第2期27-31,共5页
混合翼垂直起降无人机解决了普通固定翼无人机无法垂直起降以及旋翼无人机航时航程小的问题。针对旋翼与固定翼结合的混合翼可垂直起降无人机系统,将过渡过程中旋翼部分和固定翼部分进行一体化结合,推导了混合翼无人机过渡过程非线性动... 混合翼垂直起降无人机解决了普通固定翼无人机无法垂直起降以及旋翼无人机航时航程小的问题。针对旋翼与固定翼结合的混合翼可垂直起降无人机系统,将过渡过程中旋翼部分和固定翼部分进行一体化结合,推导了混合翼无人机过渡过程非线性动力学方程组。通过对得到的无人机纵向气动模型进行稳定性分析,设计了基于采用LQR(Linear Quadratic Regulator)的增益调度跟踪控制器。结果表明设计的控制器能使无人机状态进行良好的跟踪。 展开更多
关键词 垂直起降 建模 增益调度 线性二次型调节器
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轨道交通站台安全门系统控制策略研究 预览
5
作者 胡启正 张雪松 《计算机仿真》 北大核心 2019年第4期89-93,共5页
安全门系统中大多采用经典比例-积分-微分控制算法控制无刷直流电机,由于算法本身的缺陷使得安全门系统控制精度偏低。针对目前安全门系统中无刷直流电机的控制算法精度低问题,提出基于线性二次最优控制方法,采用计算机软件对安全门门... 安全门系统中大多采用经典比例-积分-微分控制算法控制无刷直流电机,由于算法本身的缺陷使得安全门系统控制精度偏低。针对目前安全门系统中无刷直流电机的控制算法精度低问题,提出基于线性二次最优控制方法,采用计算机软件对安全门门体运行过程状态进行仿真,并对两种算法进行仿真对比研究。通过运动曲线对比与仿真数据分析可得,基于线性二次最优的站台安全门系统控制策略具有更高的精确性、可靠性和动态响应性能。 展开更多
关键词 安全门系统 比例-积分-微分控制 线性二次最优控制 计算机仿真 运动曲线
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两轮自平衡小车的状态反馈和输出反馈控制 预览
6
作者 符新东 张大兴 袁帅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第8期90-93,共4页
文中进行了两轮自平衡小车系统简化模型的理论研究,建立了系统的状态方程,应用了线性二次型最优控制理论(LQR)设计了两种稳定控制算法。对于LQR输出反馈控制,用输出量估计出状态量,然后对其进行最优控制。通过Matlab软件仿真,表明这两... 文中进行了两轮自平衡小车系统简化模型的理论研究,建立了系统的状态方程,应用了线性二次型最优控制理论(LQR)设计了两种稳定控制算法。对于LQR输出反馈控制,用输出量估计出状态量,然后对其进行最优控制。通过Matlab软件仿真,表明这两种方法对于两轮自平衡小车都有较好的控制作用,但设计的LQR输出反馈控制的效果更好。 展开更多
关键词 两轮自平衡小车 LQR 状态反馈 输出反馈
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球杆系统建模及其闭环控制器的设计 预览
7
作者 刘诗宇 《现代机械》 2018年第6期1-8,共8页
球杆系统是一个典型的非线性不稳定系统,其开环不稳定的特性对于控制理论及方法的研究大有裨益。针对传统的球杆系统,运用拉格朗日法建立系统动力学方程,并通过线性化处理,以状态空间表示法建立系统的数学模型。同时研究了基于线性二次... 球杆系统是一个典型的非线性不稳定系统,其开环不稳定的特性对于控制理论及方法的研究大有裨益。针对传统的球杆系统,运用拉格朗日法建立系统动力学方程,并通过线性化处理,以状态空间表示法建立系统的数学模型。同时研究了基于线性二次型(LQR)的最优控制,设计系统状态反馈控制器。并提出了轨迹追踪器的设计方法,以达到闭环系统内部稳定、轨迹追踪的效果。在Matlab的Simulink环境下进行的建模仿真试验,验证了该设计方法的有效性。 展开更多
关键词 状态反馈 最优控制 线性二次型(LQR) 轨迹追踪
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Elman神经网络控制与LQR的实践与分析 预览 被引量:1
8
作者 王鑫 贾涛 闻新 《工业控制计算机》 2018年第3期81-82,共2页
Elman神经网络是一种典型的局部回归神经网络,LQR是现代控制理论中经典的状态空间设计法。以环形二阶倒立摆作为研究对象,首先建立环形二阶倒立摆的数学模型,然后运用两种不同的控制方法——Elman神经网络控制方法及L... Elman神经网络是一种典型的局部回归神经网络,LQR是现代控制理论中经典的状态空间设计法。以环形二阶倒立摆作为研究对象,首先建立环形二阶倒立摆的数学模型,然后运用两种不同的控制方法——Elman神经网络控制方法及LQR控制方法,进行环形二阶倒立摆系统在两种控制方式下的仿真实验,最后给出了分析结果。 展开更多
关键词 神经网络 ELMAN 倒立摆 LQR
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车辆悬挂LQR主动控制权矩阵权重参数优化 预览
9
作者 张进秋 彭虎 +3 位作者 张建 彭志召 孙宜权 王辉 《振动与冲击》 CSCD 北大核心 2018年第22期214-219,共6页
针对LQR主动控制算法权矩阵 Q和R的取值困难的问题,为降低权矩阵取值复杂度,分别设计权矩阵Q和R 的权重参数 λ和ξ.建立优化目标函数f,并分析了λ和ξ对f 的影响.利用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)的快速搜索能力,通过降维寻优,... 针对LQR主动控制算法权矩阵 Q和R的取值困难的问题,为降低权矩阵取值复杂度,分别设计权矩阵Q和R 的权重参数 λ和ξ.建立优化目标函数f,并分析了λ和ξ对f 的影响.利用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)的快速搜索能力,通过降维寻优,得到目标函数最优解.对GA-LQR的振动控制性能分析结果表明,GA-LQR对乘坐舒适性和操纵稳定性的改善比LQR明显,目标函数 f 的值更小.该LQR权矩阵权重参数优化方法简单有效,适用于车辆工程领域. 展开更多
关键词 遗传算法 LQR 权矩阵 优化
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基于自适应积分滑模的舰载机纵向航迹最优控制 预览 被引量:1
10
作者 陈志刚 韩维 +1 位作者 张勇 陈俊锋 《计算机测量与控制》 2018年第2期82-84,共3页
舰载机进舰着舰飞行航迹控制严重影响着舰精度和着舰安全;通过建立舰载机着舰纵向运动小扰动模型,将航迹运动模型分解为标称模型和不确定项;结合线性二次型调节器(LQR)与自适应积分滑模,设计了舰载机着舰的纵向航迹控制律;采用LQR对... 舰载机进舰着舰飞行航迹控制严重影响着舰精度和着舰安全;通过建立舰载机着舰纵向运动小扰动模型,将航迹运动模型分解为标称模型和不确定项;结合线性二次型调节器(LQR)与自适应积分滑模,设计了舰载机着舰的纵向航迹控制律;采用LQR对标称模型进行控制,利用自适应积分滑模控制消除不确定项的影响;在不同初始高度误差、舰尾流扰动和甲板运动的工况下,对着舰纵向航迹进行了仿真计算;仿真结果表明,所设计的航迹控制律能够消除初始高度误差、舰尾流扰动和甲板随机运动的影响,实现舰载机纵向航迹的精确跟踪。 展开更多
关键词 舰载机 航迹控制 自适应积分滑模 LQR
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基于LQR算法的三维桥式吊车定位及防摆控制研究 预览
11
作者 刘保朝 贾红雨 陈能祥 《计算机测量与控制》 2018年第6期89-93,共5页
首先采用牛顿力学方法建立了三维桥式吊车的非线性动力学模型,然后将其在平衡点处进行线性化,得到系统在X方向和Y方向完全解耦的状态空间方程;根据现代控制理论设计了系统的线性二次最优调节器(LQR)并进行SIMULINK仿真,最后利用C++... 首先采用牛顿力学方法建立了三维桥式吊车的非线性动力学模型,然后将其在平衡点处进行线性化,得到系统在X方向和Y方向完全解耦的状态空间方程;根据现代控制理论设计了系统的线性二次最优调节器(LQR)并进行SIMULINK仿真,最后利用C++语言和MATLAB混合编程技术实现控制界面,系统控制量计算及下发由多媒体定时器中断服务函数周期性完成,自主搭建了一套三维桥式吊车实验平台;系统成功实现运动范围内的定位及防摆控制,仿真及实验结果表面建立三维桥式吊车解耦模型的合理性与控制算法的有效性。 展开更多
关键词 三维桥式吊车 建模 解耦 LQR 控制程序
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基于单级倒立摆的现代控制理论课程案例设计 预览 被引量:1
12
作者 邢景虎 陆华才 《黑龙江工业学院学报:综合版》 2018年第3期18-22,共5页
针对现代控制理论课程内容理论性较强、概念抽象、计算复杂、学生学习积极性不高等问题,将案例教学引入到整个教学体系中。以单级倒立摆系统为对象进行案例设计,将极点配置方法和LQR方法运用到单级倒立摆系统中,经过仿真及实物控制表明... 针对现代控制理论课程内容理论性较强、概念抽象、计算复杂、学生学习积极性不高等问题,将案例教学引入到整个教学体系中。以单级倒立摆系统为对象进行案例设计,将极点配置方法和LQR方法运用到单级倒立摆系统中,经过仿真及实物控制表明,两种方法均取得良好的控制效果。通过该案例教学,激发了学生学习兴趣,提高了学生运用所学理论知识解决实际工程应用的能力。 展开更多
关键词 现代控制理论 极点配置 LQR 案例教学
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基于多点预瞄最优控制的智能车辆路径跟踪 预览 被引量:1
13
作者 黄海洋 张建 +2 位作者 王宇 王御 刘金波 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2018年第10期6-9,共4页
为在嵌入式控制器开发环境下提高智能车辆的路径跟踪精度,采用车辆动力学模型和多点道路预瞄模型,以预瞄窗口内的跟踪偏差为目标函数,结合LQR最优控制原理,提出了一种基于多点预瞄最优控制路径跟踪控制方法。针对实车应用,通过离... 为在嵌入式控制器开发环境下提高智能车辆的路径跟踪精度,采用车辆动力学模型和多点道路预瞄模型,以预瞄窗口内的跟踪偏差为目标函数,结合LQR最优控制原理,提出了一种基于多点预瞄最优控制路径跟踪控制方法。针对实车应用,通过离线计算最优增益的方法,提高算法实时性。在仿真及红旗H7实车环境下进行试验,结果显示,该方法在保证跟踪精度的同时具有良好的算法实时性。 展开更多
关键词 LQR 道路预瞄模型 路径跟踪 智能车辆
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基于LQR的两轮机器人的平衡控制 预览
14
作者 蔡春山 王佐勋 《齐鲁工业大学学报:自然科学版》 2018年第1期55-60,共6页
主要研究两轮机器人的运动平衡问题。首先利用牛顿力学分析法对两轮机器人结构建立动力学模型,再对非线性模型进行线性化及解耦处理;通过极点配置法和LQR(Linear Quadratic Regulator)算法对解耦后的平衡与前进子系统进行分析,并设计... 主要研究两轮机器人的运动平衡问题。首先利用牛顿力学分析法对两轮机器人结构建立动力学模型,再对非线性模型进行线性化及解耦处理;通过极点配置法和LQR(Linear Quadratic Regulator)算法对解耦后的平衡与前进子系统进行分析,并设计控制器;最后搭建Simulink仿真平台对控制器的性能进行仿真分析。分析得出LQR算法比极点配置法性能更优,具有一定的理论研究价值和实际应用价值。 展开更多
关键词 两轮机器人 线性化 极点配置 LQR算法 SIMULINK
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履带底盘半主动悬架线性二次型最优控制 预览
15
作者 黄莹 赵建柱 +3 位作者 彭朝晖 马晨旭 王志策 黄韶炯 《北京理工大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期98-102,共5页
为了充分发挥半主动悬架性能,改善履带底盘的平顺性,研究了一种履带底盘半主动悬架线性二次型最优控制算法.在建立履带底盘半车七自由度动力学模型的基础上,设计线性二次型最优控制算法,并以E级随机路面不平度为激励信号,进行被动悬架... 为了充分发挥半主动悬架性能,改善履带底盘的平顺性,研究了一种履带底盘半主动悬架线性二次型最优控制算法.在建立履带底盘半车七自由度动力学模型的基础上,设计线性二次型最优控制算法,并以E级随机路面不平度为激励信号,进行被动悬架、天棚地棚混合控制策略和线性二次型最优控制策略的对比仿真试验,得到不同控制策略下的时域响应和频域响应特性.试验结果表明,采用线性二次型最优控制算法可使履带底盘加速度、速度和支重轮变形量均有不同程度的减小,有效地改善履带底盘的平顺性,并可以满足减震器可靠性要求和支重轮贴地性要求. 展开更多
关键词 履带底盘 动力学模型 半主动悬架 线性二次型最优控制(LQR)
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基于遗传算法优化的LQR电机控制策略 预览
16
作者 刘凯 《工业控制计算机》 2018年第9期96-97,共2页
LQR全称是线性二次型最优调节器,是现代控制理论发展最为成熟的一种控制器,它能够通过较少的代价使系统获得较优秀的综合性能。在LQR控制器设计中,核心问题是对加权矩阵Q和R的选取调整,实际工程中加权矩阵往往是通过设计者的经验逐步试... LQR全称是线性二次型最优调节器,是现代控制理论发展最为成熟的一种控制器,它能够通过较少的代价使系统获得较优秀的综合性能。在LQR控制器设计中,核心问题是对加权矩阵Q和R的选取调整,实际工程中加权矩阵往往是通过设计者的经验逐步试错调整,无法得到最优的权重矩阵。以直流机电为被控对象,首先分析了直流电机的数学模型,然后提出了基于遗传算法优化的LQR控制策略。由于遗传算法有良好的全局搜索能力,可以利用遗传算法的优点得到线性二次型调节器的Q和R,最后在MATLAB平台实现仿真。 展开更多
关键词 遗传算法 LQR二次型最优 MATLAB仿真 直流电机模型
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基于MATLAB的环形倒立摆控制方法仿真研究 预览
17
作者 马杰 王乐乐 +1 位作者 林莲 叱干石磊 《建设机械技术与管理》 2018年第1期58-61,共4页
为了研究线性控制理论,基于环形一级倒立摆,通过拉格朗日方程建立其数学模型,用MATLAB进行二次型最优控制LQR控制算法下的仿真分析.通过分析实验数据,得出这种控制方法的特点.
关键词 环形一级倒立摆 LQR MATLAB
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基于LQR的BTT导弹自动驾驶仪设计 预览
18
作者 王广山 王江 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期75-78,83共5页
为了给BTT导弹设计出较好结构和性能的自动驾驶仪,基于线性化解耦后的BTT导弹模型,采用线性二次型最优控制方法(LQR),先确定三个通道自动驾驶仪响应时间比值,然后对BTT导弹的俯仰、偏航通道分别采用线性二次型方法进行过载自动驾驶仪的... 为了给BTT导弹设计出较好结构和性能的自动驾驶仪,基于线性化解耦后的BTT导弹模型,采用线性二次型最优控制方法(LQR),先确定三个通道自动驾驶仪响应时间比值,然后对BTT导弹的俯仰、偏航通道分别采用线性二次型方法进行过载自动驾驶仪的设计。各通道设计完成后引入各耦合项,对设计的三通道驾驶仪进行仿真,结果表明设计的自动驾驶仪有较好的指令跟踪能力,对通道间的耦合有一定抑制能力。 展开更多
关键词 LQR BTT 自动驾驶仪
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Distributed Power Control Based on Linear Quadratic Optimal Controller for Cognitive Radio Network 预览
19
作者 Shuying Zhang Xiaohui Zhao 《中国通信:英文版》 SCIE CSCD 2018年第8期77-91,共15页
关键词 反馈控制器 分布式 收音机 线性 网络 GAUSSIAN transmit 控制循环
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LQR and LQG based optimal switching techniques for PSS and UPFC in power systems
20
作者 L. YATHISHA S. PATILKULKARNI 《控制理论与技术:英文版》 EI CSCD 2018年第1期25-37,共13页
流动控制器(UPFC ) 控制与力量系统 stabilizer (PSS ) 的同时的协调设计一起输入的更好优化的统一力量的选择是在力量系统的现在的情形的挑战。在这份报纸,因此,执行的实验的四个集合被介绍。实验的第一个集合没有切换用线性二次的... 流动控制器(UPFC ) 控制与力量系统 stabilizer (PSS ) 的同时的协调设计一起输入的更好优化的统一力量的选择是在力量系统的现在的情形的挑战。在这份报纸,因此,执行的实验的四个集合被介绍。实验的第一个集合没有切换用线性二次的管理者(LQR ) 被做的骚乱情形。第二个集合为有用线性二次的 gaussian (LQG ) 的骚乱的力量系统。这里介绍的切换的控制算法在单个机器上被测试力量系统使用的无限的总线(SMIB ) linearised 飞利浦 Heffron 模型 MATLAB/SIMULINK <sup>?</sup> 站台。 展开更多
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