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《中国海洋大学》 2010年
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时滞系统的最优减振控制及在汽车悬挂系统中的应用研究

雷靖  
【摘要】: 本文首先综述了国内外关于时滞系统、非线性系统以及减振控制的研究方法、现状及成果;然后研究了线性时滞系统、非线性时滞系统的最优减振控制问题,给出了最优减振控制律及其存在唯一性条件和次优控制律,讨论了其物理可实现问题;并将所得到的结果利用汽车悬挂模型进行仿真实验。全文主要研究内容概括如下: 1、提出一种模型转换的方法,将时滞系统转换为形式上无时滞的系统,简化了求解最优控制的问题;然后通过求解矩阵方程,得到带有控制记忆项的最优控制律,补偿了时滞对系统产生的影响。 2、运用前馈控制的原理,对于已知动态特性、但未知初始条件的外部持续扰动,通过前馈-反馈控制器中所设计的前馈补偿项,消除或减弱扰动对系统的影响;通过设计状态降维观测器确保前馈控制的物理可实现性以及解决系统状态不完全可测的问题。 3、将模型转换与逐次逼近的方法拓展到设计非线性时滞系统最优减振控制律中,得到的最优控制律由精确反馈项、前馈控制项、时滞记忆项和伴随向量序列极限形式的补偿项组成,其中,反馈和前馈增益矩阵是通过求解Riccati和Sylvester矩阵方程得到,伴随向量补偿项是通过逐次逼近的迭代求解过程而获得。同时给出了次优控制律,它是通过截取伴随向量序列的有限次迭代值而得到。 4、将所设计的最优减振控制律用于汽车悬挂系统减振控制的仿真实验中。分别利用四分之一车、半车以及整车悬挂系统的动力学方程,建立了状态空问表示;建立了路面激励的外系统模型。通过对实际模型参数的数值仿真,验证所设计的减振控制律能够使各项性能指标达到最佳状态,确保了设计方法的有效性。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U463.33

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 雷靖;;控制时滞与测量时滞采样系统的最优扰动抑制[J];云南民族大学学报(自然科学版);2012年01期
2 雷靖;;基于Delta变换的时滞采样系统的最优减振控制[J];云南大学学报(自然科学版);2012年05期
3 雷靖;蒋作;;无线网络系统常值信号最优跟踪控制[J];云南民族大学学报(自然科学版);2013年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 蒋师;基于LabVIEW的芯片自动测试系统设计[D];湖北大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王薇,唐功友;Feedback and Feedforward Optimal Control for Offshore Jacket Platforms[J];China Ocean Engineering;2004年04期
2 唐功友;Feedforward and Feedback Optimal Control for Linear Systems with Sinusoidal Disturbances[J];High Technology Letters;2001年04期
3 嵇春艳,李华军;随机波浪作用下海洋平台主动控制的时滞补偿研究[J];海洋工程;2004年04期
4 唐功友;时滞系统的降维状态预测观测器及预测控制器设计[J];控制理论与应用;2004年02期
5 唐功友;张宝琳;;受扰非线性离散系统的前馈反馈最优控制[J];控制理论与应用;2006年01期
6 唐功友,马慧,张宝琳;受扰线性离散系统的前馈-反馈最优控制[J];控制与决策;2005年03期
7 唐功友,刘鹏,谢楠;具有持续扰动的时滞系统前馈-反馈最优控制[J];控制与决策;2005年05期
8 张宝琳;唐功友;郑师;孙亮;;含正弦扰动的离散时滞系统的次优减振控制[J];控制与决策;2006年01期
9 唐功友;孙慧影;;离散时滞系统的近似最优扰动抑制[J];控制与决策;2006年04期
10 唐功友;高洪伟;董瑞;;带阶跃扰动的线性时滞系统最优无静差控制[J];控制与决策;2006年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔洪宇;赵德有;周平;;Adaptive Predictive Inverse Control of Offshore Jacket Platform Based on Rough Neural Network[J];China Ocean Engineering;2009年02期
2 张宝琳;唐功友;马慧;;Optimal Sliding Mode Control with Specified Decay Rate for Offshore Steel Jacket Platforms[J];China Ocean Engineering;2010年03期
3 陈敬贤;施国洪;马汉武;程发新;;受需求风险干扰的供应链系统最优控制策略[J];系统工程;2008年08期
4 贡文伟;陈敬贤;王国华;;多风险干扰下供应链系统的最优控制策略[J];工业工程与管理;2010年05期
5 朱山川;;基于智能PID算法的液位前馈反馈控制系统[J];滁州职业技术学院学报;2012年04期
6 谢军;黄禹;龚时华;朱国力;;带阶跃扰动的无静差控制系统设计[J];电气自动化;2013年02期
7 孙绪彬;徐立军;王宏;董海荣;;射流火焰温度场广义随机分布模型的迭代学习控制[J];北京理工大学学报;2013年05期
8 李攀峰;杨晨;谭玲君;;基于PDE降阶模型的最优控制[J];化工学报;2009年11期
9 高德欣;杨佩佩;张文武;;基于观测器的受正弦扰动MIMO系统最优跟踪控制[J];化工自动化及仪表;2007年06期
10 高德欣;杜厚朋;;受扰MIMO系统的前馈-PID最优扰动抑制控制[J];化工自动化及仪表;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Optimal Rejection with Zero Steady-State Error to Disturbances for a class of Nonlinear Systems with Time-Delay[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 ;Optimal Sliding Mode Control Based on Sensitivity Approach for Nonlinear Systems of Jacket Offshore Platforms[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 高德欣;魏蕊;张宝琳;;基于观测器的受扰MIMO系统输出反馈最优控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 ;Singular Optimal Control for MIMO Systems with Persistent Disturbances[A];2009中国控制与决策会议论文集(1)[C];2009年
5 ;Optimal disturbance rejection with zero steady-state error for time-delay large-scale systems with persistent disturbances[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
6 张宝琳;郑菲菲;曹飞龙;;一类离散奇异时滞系统的奇异二次指标近似最优控制问题[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
7 ;Decoupling Control of Three-tank Liquid Level Systems Based on Feedforward Compensation[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
8 ;Feedforward and Feedback Control for Nonlinear Systems of Offshore Platforms[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
9 ;Vibration control for the offshore platforms with delayed control under irregular wave forces[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
10 ;Optimal Disturbance Rejection for Discrete-time Systems with Time-Delay in Control Input[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁燕军;海洋平台非线性系统最优减振控制研究[D];中国海洋大学;2010年
2 张城明;非线性时滞系统最优控制及在海洋平台减振控制中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
3 罗珂;基于输出预测和LMI方法的电力系统广域阻尼控制研究[D];山东大学;2010年
4 李恒杰;优化迭代学习控制算法及其应用研究[D];兰州理工大学;2009年
5 高守婉;具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究[D];中国海洋大学;2011年
6 高林;数据校正技术若干研究及应用[D];华东理工大学;2010年
7 李宏飞;中立型时滞系统的稳定性及其反馈控制[D];西北工业大学;2004年
8 李玉玲;电流型PWM整流器及其控制策略的研究[D];浙江大学;2006年
9 高德欣;受扰非线性及时滞系统近似最优扰动抑制方法研究[D];中国海洋大学;2006年
10 张宝琳;受扰奇异摄动时滞系统的最优控制方法研究[D];中国海洋大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 费日奎;船用吊艇架被动式波浪补偿技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张智勇;含有时滞的汽车主动悬挂系统的减振控制[D];中国海洋大学;2010年
3 盖绍婷;在高速网络下时滞系统的最优扰动抑制研究[D];中国海洋大学;2010年
4 李岽;持续扰动下含有控制时滞的离散系统的最优扰动抑制[D];中国海洋大学;2010年
5 王世明;基于模糊控制与遗传算法的两步法预测控制在三级液位系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 陈乔;预测控制在大时滞工业对象中的应用研究[D];杭州电子科技大学;2011年
7 李学明;串级大时滞过程分散预测控制研究[D];中南大学;2011年
8 亓会平;具有时滞网络控制系统的鲁棒控制研究[D];中国海洋大学;2011年
9 姜永永;线性系统最优跟踪与扰动抑制研究[D];天津大学;2010年
10 张兴茂;主动式波浪补偿系统时滞行为控制技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李建华,陈建业,张海波,熊贤平,韦曲波;虚拟仪器技术在SVC监测系统中的应用[J];电力系统自动化;2003年05期
2 粟钧,吴拓,叶邦彦,赵学智;基于虚拟仪器编程的BP神经网络学习算法仿真[J];广东轻工职业技术学院学报;2005年01期
3 王华强;陈文博;顾金晨;;GA优化的模糊神经网络在炉温控制中的应用[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2008年01期
4 李健云,张振辉,訾壮辉;一种新型恒温控制系统[J];黑龙江大学自然科学学报;1998年01期
5 马占有;;基于遗传算法的模糊神经网络控制器在烘干炉温度控制系统中的设计与仿真[J];制造业自动化;2010年12期
6 马驰,肖兴明;LabVIEW中通用采集卡驱动程序设计[J];矿山机械;2004年06期
7 肖民卿;;传感器有故障的Delta算子线性不确定系统的鲁棒D-稳定[J];控制理论与应用;2009年02期
8 徐巍,张业鹏;基于遗传算法的模糊神经网络控制器在虚拟仪器中的实现[J];河南科技大学学报(自然科学版);2005年03期
9 郭祥贵;杨光红;;Delta算子系统具有圆形区域极点约束的非脆弱H_∞滤波器设计:一种LMI优化方法(英文)[J];自动化学报;2009年09期
10 雷靖;;线性系统的输出反馈次优扰动抑制:内模原理方法[J];云南大学学报(自然科学版);2012年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 雷靖;含有控制时滞系统的最优扰动抑制方法研究[D];中国海洋大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 雷靖;;基于Delta变换的时滞采样系统的最优减振控制[J];云南大学学报(自然科学版);2012年05期
2 雷靖;蒋作;;无线网络系统常值信号最优跟踪控制[J];云南民族大学学报(自然科学版);2013年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐龙河,周云,李忠献;MRFD半主动控制系统的时滞与补偿[J];地震工程与工程振动;2001年03期
2 张铭钧,吴曙辉,徐建安;基于自校正神经网络的预测控制系统设计[J];哈尔滨工程大学学报;2004年02期
3 席裕庚,耿晓军,陈虹;预测控制性能研究的新进展[J];控制理论与应用;2000年04期
4 唐功友,王芳;具有小时滞的线性大系统的次优控制[J];控制理论与应用;2003年01期
5 张兴会,陈增强,袁著祉;基于神经网络模型的非线性多步预测学习控制器[J];控制与决策;2002年S1期
6 唐功友,于忠清,孙朝晖;时滞系统的状态预测观测器及预测控制器设计[J];控制与决策;2003年02期
7 唐功友,赵艳东,陈显利;带正弦干扰的线性时滞系统的次优控制[J];控制与决策;2004年05期
8 唐功友,刘毅敏;时滞离散系统最优输出跟踪控制的灵敏度法[J];控制与决策;2005年11期
9 李春祥,韩传峰;建筑结构在地震作用下的主动控制时滞补偿探讨[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);1998年02期
10 张广莹,邓正隆,林玉荣;一类基于神经网络的非线性模型预测控制[J];系统仿真学报;2003年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;蒙派克 独有技术震动上海滩[J];时代汽车;2007年05期
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3 马国新;;坦克悬挂系统杆机构的优化设计[J];车辆与动力技术;1991年03期
4 罗瑾珩;电动轮汽车减振系统研究[J];矿业研究与开发;1999年05期
5 赵阳,王兴贵,狄长春,刘克安;基于神经网络和遗传算法的悬挂系统优化设计[J];计算机测量与控制;2005年10期
6 陈兵,黄华,顾亮;基于多体动力学理论的履带车辆悬挂特性仿真研究[J];系统仿真学报;2005年10期
7 刘登彪;李翠赟;徐瑞银;;铰接式车辆悬挂系统振动模型的研究[J];煤矿机械;2008年07期
8 郭宁;王宏;;全地形车后独立悬挂系统[J];机械工程师;2010年01期
9 ;小众也扛霸[J];科学健身(健尚);2011年01期
10 窦同水;唐功友;;基于内模原理的汽车主动悬挂系统的减振控制[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2011年Z1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 G.Staudinger;R.Gruber;万晓光;;VAI-CON~转炉连杆式悬挂系统[A];1999中国钢铁年会论文集(上)[C];1999年
2 李辉;王佰超;张大舜;姜合萍;;扭力轴疲劳寿命影响因素分析[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年
3 谭申刚;;多外挂全机低速颤振模型设计与试验技术研究[A];第八届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2003年
4 陈政清;牛华伟;禹见达;;桥梁节段模型风洞试验三自由度悬挂系统[A];2004全国结构风工程实验技术研讨会论文集[C];2004年
5 谢斌;朱忠祥;宋正河;毛恩荣;;拖拉机悬挂系统控制技术的发展特点[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(下册)[C];2008年
6 丁良旭;;空气弹簧悬挂特性的计算机模拟[A];四川省汽车工程学会第一届二次年会论文集[C];1991年
7 吴张永;袁子荣;顾毅;杨用;;ER技术在汽车悬挂系统半主动控制减振中的应用探讨[A];2002年十一省、区、市机械工程学术年会暨云南省机械工程学会第六届学术年会论文集[C];2002年
8 谢伟东;李芳;王磊;佘翊妮;;汽车悬挂振动系统的非线性动力学建模[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
9 梁浩新;赵静一;郭瑞;;关于100T重型平板运输车悬挂液压系统的改进[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
10 唐功友;耿晓慧;;基于逐次逼近法的非线性汽车悬挂主动控制[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张鹏;汽车的“骨骼”——悬挂系统浅析[N];中国消费者报;2011年
2 王万利;福田10万辆MPV基地落成[N];北京商报;2007年
3 林可;新天籁欲领跑中高级车市[N];中国商报;2007年
4 新路;北京京西重工收购德尔福制动和悬挂系统业务[N];中国工业报;2009年
5 耿华;群雄并起捧热中档车市[N];科技日报;2005年
6 栏目主持 黄震;汽车悬挂系统Suspension[N];当代汽车报;2005年
7 李积轩;KAAP将扩大汽车悬挂系统用锻件生产[N];中国冶金报;2006年
8 本报记者 晓惑 收集整理;空气悬挂系统解密Airmatic[N];当代汽车报;2006年
9 记者 武向晖;MP-X蒙派克亮相北京国际车展[N];消费日报;2006年
10 韩文;新佳乐开创都市多功能车的新纪元[N];中国工业报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐忠四;粘弹性胶体缓冲器非线性时滞动力系统建模及随机最优控制研究[D];中北大学;2013年
2 杨礼康;基于磁流变技术的车辆半主动悬挂系统理论与试验研究[D];浙江大学;2003年
3 付素芳;滚筒洗衣机动态特性建模与结构参数优化研究[D];江南大学;2009年
4 包立新;高空悬挂运输系统的静、动力研究[D];西南交通大学;2007年
5 张鹏;高速电梯悬挂系统动态性能的理论与实验研究[D];上海交通大学;2007年
6 曹志峰;高速铁路车辆—桥梁耦合系统动力学与控制一体化仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
7 李源;MEMS压阻式三维微触觉测头及其在纳米测量机上的应用研究[D];天津大学;2007年
8 米彩盈;高速动力车承载结构疲劳强度工程方法研究[D];西南交通大学;2006年
9 时胜国;矢量水听器及其在平台上的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 雷靖;时滞系统的最优减振控制及在汽车悬挂系统中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任宁;列车悬挂系统的性能监测[D];浙江大学;2014年
2 何文欣;高速列车横向悬挂系统半主动控制研究[D];北京交通大学;2014年
3 郭昆;基于信息融合的列车悬挂系统故障分离研究与列车安全评价[D];北京交通大学;2014年
4 柳海;城轨车辆悬挂系统故障诊断方法研究[D];北京交通大学;2013年
5 吴航;摩托车悬挂系统的开发研究[D];重庆大学;2002年
6 郝建华;铁道客车系统隔振分析及悬挂参数优化[D];西南交通大学;2006年
7 赵建军;托拉机仿真作业机组悬挂系统控制技术的研究[D];中国农业大学;2001年
8 何军;摩托车单减震器后悬挂系统的设计[D];南京理工大学;2001年
9 赵平;洗衣机悬挂系统实验及其仿真研究[D];江南大学;2008年
10 王槊华;显式模型预测控制的研究及应用[D];浙江工业大学;2009年
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