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1.
针对一类含有输入时滞和输出时滞的离散时间系统,给出了一种无时滞转换方法,并给出了此类系统在受扰情况下的最优跟踪控制律。为避免求解含有超前项和时滞项的两点边值问题,对原时滞系统进行了无时滞转换。根据系统的最优控制理论,构造了转换后系统的二次性能指标。通过求解Riccati差分方程得到了最优跟踪控制律。构造了扰动外系统观测器和参考输入外系统观测器来解决最优跟踪控制律中所含有的前馈项的物理不可实现问题。仿真实例表明所提出的最优跟踪控制律有效。 相似文献
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考虑参考输入由外系统给出的状态含有时滞的线性系统在正弦干扰下的最优输出跟踪问题.利用逐次逼近法,通过构造线性非齐次两点边值问题序列,求得了用于补偿时滞的伴随向量.分别利用参考输入外系统状态、干扰及其导数信号引入前馈控制作用.得到的控制律包含精确反馈项、前馈项和伴随向量极限形式的时滞补偿项.通过引入参考输入观测器解决由于引入外系统状态而导致的前馈控制律的物理不可实现问题.仿真结果表明该方法的有效性. 相似文献
3.
研究在外界持续干扰的动态特征已知的情况下,线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制问题。给出了前馈-反馈最优控制存在的唯一性条件,提出了前馈-反馈最优控制律的逐次逼近算法;通过截取最优控制序列解的有限项,得到系统的前馈-反馈次优控制律,并利用扰动观测器解决了其物理可实现问题。该算法容易实现,计算工作量小,且对外部持续扰动有良好的鲁棒性。仿真结果说明了算法的有效性。 相似文献
4.
研究控制变量含有时滞的线性系统在外部正弦干扰下的最优减振预测控制问题。利用系统的控制向量和被控对象的预测输出向量 ,设计了 1种全维状态预测观测器。并将该状态观测器用于时滞控制系统的最优前馈 -反馈预测控制中。频域分析表明 ,应用该状态预测观测器可将闭环系统的时滞项移至系统闭环结构之外 ,从而其优化控制规律完全可以按无时滞系统进行设计。时域分析表明 ,设计的预测控制器对外部正弦干扰有较强的鲁棒性 ,得到的结果关于二次型平均性能指标是次优的 相似文献
5.
研究一类受已知动态特性的外部扰动作用的非线性时滞系统的扰动抑制问题。基于内模原理构造能够抵消扰动影响的伺服补偿器,然后利用极大值原理及灵敏度法设计带有补偿器的最优控制律,使得系统在无扰动作用时以1种最优方式运行,而有扰动作用时,控制律能够消除扰动引起的稳态误差,实现无静差扰动抑制。最后,通过仿真算例验证提出算法的有效性。 相似文献
6.
《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(6)
针对近水面航行的欠驱动自主水下航行器(AUV),研究了其波浪力作用下的航向控制问题。首先,利用局部微分同胚将AUV非线性系统转换为Brunovsky标准型系统;其次,基于波浪力的Morison方程给出了波浪力干扰外系统模型;然后,根据最优控制理论,基于二次型性能指标设计欠驱动AUV系统的前馈反馈最优扰动抑制控制律,并通过求解Riccati方程和矩阵方程获得。最后,通过AUV系统仿真实例验证了该方法的有效性。 相似文献
7.
针对具有外部持续扰动的线性系统，研究前馈-反馈最优控制律的设计问题。给出了最优控制律的存在唯一性条件。并提出了最优控制律的设计算法。利用滤波器解决了前馈控制的物理不可实现问题。仿真结果表明，此算法易于实现，与传统的反馈最优控制相比对抑制外部扰动具有较强的鲁棒性。 相似文献
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9.
具有小时滞的线性系统次优控制的无滞后转换法 总被引：1，自引：0，他引：1
该文研究线性时滞定常系统的次优控制问题。根据无滞后转换法的思想 ,先引入状态向量的增量 ,将其视为附加扰动输入 ,再利用微分方程的逐次逼近法 ,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题化为既不含时滞项又不含超前项的两点边值问题族。然后 ,把第 N次逼近得到的控制律近似为系统的最优控制律 ,得到次优控制律。并用实例仿真验证了该算法的有效性。该方法可使小时滞系统的迭代次数大大减少 ,因此尤其适合于小时滞系统的次优控制。 相似文献
10.
对于一类具有变时滞和控制器增益摄动的非线性系统,研究非脆弱保成本控制问题。在控制器参数存在加法摄动和乘法摄动2种情况下,设计1个无记忆状态反馈非脆弱保成本控制律,使闭环系统渐近稳定,并且闭环性能指标不超过某个确定的上界。利用线性矩阵不等式方法,给出时滞相关的非脆弱保成本控制律存在的条件和控制器的设计方法。 相似文献
11.
This paper studies the vibration control of a jacket-type offshore platform with an active mass damper (AMD) and presents a feedforward and feedback optimal control (FFOC) law. The linearized Morison equation is employed to estimate the wave load. The offshore structure is simplified into a single degree of freedom (SDOF) system. The original vibration control is formulated as the optimal control for a linear discrete-time system affected by external disturbances with known dynamic characteristics but unknown initial conditions. We give the existence and uniqueness conditions of the FFOC law. Simulation results show that, compared with the classical state feedback optimal control (CFOC) law, the presented control scheme is more efficient in reducing the displacement and velocity of the offshore structure subjected to irregular wave forces. 相似文献
12.
该文研究线性前馈 -反馈控制策略对海洋平台振动控制的有效性。线性前馈 -反馈控制只有当输入荷载为白噪声过程时 ,所实施的控制才是最优的 ,因此该文采用一白噪声过程通过滤波器来近似随机波浪力谱 ,并将海洋平台 -主动控制系统的动力学方程转化为符合随机最优控制要求的增广状态空间表达形式。依据设计目标中对安全性以及经济性的权衡 ,通过使二次型控制目标函数最小化 ,推导出了随机最优控制力的计算方法 ,从而实现了最优控制的目的。在频率域上分析了海洋平台受控后的振动响应 ,结合典型的海洋天然气生产平台算例 ,将前馈 -反馈控制与反馈控制、TMD控制加以比较 ,总结了前馈 -反馈控制的特点及其优越性 相似文献
13.
This paper concerns the design of feedback control systems to maximize power generation of a wave energy converter (WEC) in a random sea. In the literature on WEC control, most of the proposed feedback controllers fall into three categories. Many are static; i.e., they extract power by imposing an equivalent damping or resistive load on the power take-off (PTO) devices. Others are dynamic and are designed to maximize power generation at all frequencies, which results in an anticausal feedback law. Other dynamic control design methods are causal, and are tuned to achieve the anticausal performance at only a single frequency. By contrast, this paper illustrates that the determination of the true optimal causal dynamic controller for a WEC can be found as the solution to a nonstandard linear quadratic Gaussian (LQG) optimal control problem. The theory assumes that the control system must make power generation decisions based only on present and past measurements of the generator voltages and/or velocities. It is shown that unlike optimal anticausal control, optimal causal control requires knowledge of the stationary spectral characteristics of the random sea state. Additionally, it is shown that the efficiency of the generator factors into the feedback synthesis. The theory is illustrated on a linear dynamical model for a buoy-type WEC with significant resonant modes in surge and pitch, and equipped with three spatially-distributed generators. 相似文献
14.
研究具有二次型性能指标的离散时滞双线性系统最优控制问题。对既带有时间超前项又带有时间滞后项的非线性两点边值(TPBV)问题,通过逐次逼近算法(SAA)构造不含超前滞后项的线性非齐次TPBV问题迭代序列。最优控制律由精确的线性反馈项和非线性时滞补偿序列的极限项组成。取补偿项序列的有限次迭代值,获得次优控制律。通过仿真,验证算法的有效性。 相似文献
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State-dependent Riccati equation-based robust dive plane control of AUV with control constraints 总被引：1，自引：0，他引：1
The paper treats the question of suboptimal dive plane control of autonomous underwater vehicles (AUVs) using the state-dependent Riccati equation (SDRE) technique. The SDRE method provides an effective mean of designing nonlinear control systems for minimum as well as nonminimum phase AUV models. It is assumed that the hydrodynamic parameters of the nonlinear vehicle model are imprecisely known, and in order to obtain a practical design, a hard constraint on control fin deflection is imposed. The problem of depth control is treated as a robust nonlinear output (depth) regulation problem with constant disturbance and reference exogenous signals. As such an internal model of first-order fed by the tracking error is constructed. A quadratic performance index is chosen for optimization and the algebraic Riccati equation is solved to obtain a suboptimal control law for the model with unconstrained input. For the design of model with fin angle constraints, a slack variable is introduced to transform the constrained control input problem into an unconstrained problem, and a suboptimal control law is designed for the augmented system using a modified performance index. Using the center manifold theorem, it is shown that in the closed-loop system, the system trajectories are regulated to a manifold (called output zeroing manifold) on which the depth tracking error is zero and the equilibrium state is asymptotically stable. Simulation results are presented which show that effective depth control is accomplished in spite of the uncertainties in the system parameters and control fin deflection constraints. 相似文献