摘要：针对柔性机械手研究中未将控制器和机械结构之间的耦合同时加以考虑的问题,在整体优化目标下,通过使用适用于各种几何约束的自适应迭代算法来获取机械臂状态和控制器参数,以结构优化为外循环,以LQR控制律优化为内循环,设计了全局优化设计方法,将柔性机械手机械结构的设计与控制算法的设计有机结合在一起。并以单关节柔性臂的设计为例进行了仿真,仿真结果表明,将控制律与结构优化综合考虑的方法有效、可行。

摘要：以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,利用微分几何的反馈线性化理论,得到一个解耦线性系统,考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题,提出采用双回路的设计方法,内回路采用线性二次调节器(LQR),外回路采用考虑混合灵敏度问题的H∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求,同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。

摘要：人机协同驾驶系统在避障工况中,针对驾驶员注意力不集中导致不能及时操控汽车的问题,设计一种考虑驾驶员特性的人机协同避障控制器.以双驾双控人机共驾结构为基础,自动驾驶系统采用线性二次调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)控制车辆跟踪规划轨迹,基于最优预瞄侧向加速度建立驾驶员模型.为了使驾驶权在避障过程中分配更加合理,使用驾驶模拟器采集疲劳驾驶数据训练BP神经网络来识别驾驶员疲劳操作行为,通过对空间碰撞危险度和驾驶员疲劳因子建模设计人机协同避障策略.搭建Carsim、PreScan和Simulink联合仿真平台进行高速工况下的避障仿真试验.仿真结果表明,相较于传统方法,本文所提策略在静态障碍物避障过程中,侧向加速度、质心侧偏角和横摆角速度分别降低了8.9%、18.2%和11.1%,在动态障碍物避障过程中,相应的指标分别降低了51.5%、53.4%和50.6%,提高了车辆在避障过程中的稳定性.

摘要：为了解决仿人机器人抗扰动站立平衡控制问题,提出了一种三连杆动力学模型作为仿人机器人的简化模型,该模型充分考虑了机器人腿部、身体和手臂的连杆分布质量,相比于传统的线性倒立摆模型或者飞轮倒立摆模型具有更高的精确性.基于这种模型,设计了仿人机器人的站立抗扰动平衡控制器.首先将仿人机器人模型简化为三连杆动力学模型,通过参数辨识方法获取结构化的参数,并经过线性化处理,将复杂的非线性动力学模型线性化.然后采用线性二次调节器(LQR)设计机器人的平衡控制器.实验在仿人机器人KONG-II上进行,通过将机器人踝关节设置成具有一定阻尼特性的欠驱动状态,来实现三连杆动力学模型的形式.实验结果对比了机器人采用两连杆动力学模型和三连杆动力学模型时的抗外力扰动性能,验证了本文方法的有效性和鲁棒性.

摘要：与传统的序贯设计方法相比,过程工艺与控制系统的集成优化设计可较大地提高过程的可操作性和经济性能,但基于常规动态优化的集成设计问题求解困难。采用最优控制和分层优化策略的思想,将线性二次调节器(LQR)嵌入到过程工艺与控制系统集成设计框架中,以降低集成优化设计问题的求解难度。将该方法应用于连续搅拌釜式反应器(CSTR)的设计中,通过与传统的序贯设计方法相比较,表明了该方法的有效性。

摘要：以某型无人机为控制对象,采用改进性能指标的输出反馈LQR技术进行无人机纵向控制律设计,简化了设计的复杂性。利用获得的控制律进行数字仿真及半物理仿真验证,结果表明,无人机的俯仰角响应能在6 s后进入稳态,稳态误差为0,超调量小于20%;在整个仿真过程中,空速变化非常小,在25 s左右达到稳态,达到了设计指标要求,从而证明该方法的简便可行性。

摘要：根据水下滑行艇三维运动模型,利用线性二次调节器方法设计出水下滑行艇定区域滑行控制方案,并对控制规律进行仿真计算验证,证实控制方法有效可行.该控制规律对于浮力驱动式航行体定区域滑行设计具有广泛的应用价值.

摘要：在变论域模糊控制系统中,一般情况下,论域根据设计好的伸缩因子随着输入变量的减小而收缩。论域的收缩增加了规则,降低了控制的实时性,同时伸缩因子的设计是一大难点。根据上述问题设计了基于符号型自适应模糊算法的单级倒立摆控制器。算法采用变形后的符号函数对输入变量进行了规范化处理,实时调整输入变量,并根据收敛性原理设计了控制器输出调整因子。系统利用线性二次调节器对状态变量进行综合,避免了"维数灾难"问题。仿真结果表明,该方法跟踪速度快,稳定性好。

摘要：针对系统矩阵存在的范数有界不确定性,基于一种鲁棒线性二次调节器(LinearQuadratic Regulators,LQR)的设计,利用其鲁棒回差方程,详细推导了这种鲁棒LQR灵敏度函数的奇异值最大值与规范LQR灵敏度函数的奇异值最大值之间的关系,证明这种鲁棒LQR相对于规范LQR具有较小的灵敏度函数的最大奇异值,灵敏度函数的奇异值特性分析说明这种鲁棒LQR设计相对规范LQR有较好的控制性能。表明灵敏度函数的奇异值特性分析,是一种有效的控制系统性能分析方法。

摘要：为了提高汽车的高速操纵稳定性能和主动安全性,设计了一种主动空气动力学控制系统--断开式可调尾翼系统。建立了包含断开式可调尾翼系统的线性二自由度整车模型和非线性Carsim模型,由线性二自由度模型设计了以跟踪期望稳态横摆角速度和侧向加速度为设计目标的线性二次调节器(LQR)控制器,实现对断开式尾翼系统左右部分攻角的主动控制。通过非线性Carsim模型与Simulink联合仿真对比分析了汽车在中高车速单移线、阶跃工况下的瞬态响应,并对断开式可调尾翼系统的控制效果进行了验证。结果表明,断开式可调尾翼系统提高了高速车辆的横向稳定性和主动安全性,并且随着车辆速度的增加,提升效果明显变好。