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Designing mixed <i>H</i><sub>2</sub>/<i>H</i><sub>&infin;</sub>structure specified controllers using Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm
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作者 Ayman N. Salman Younis Ali A. Khamees Farooq T. Taha 《Natural Science》 2014年第1期17-22,共6页
This paper proposes an efficient method for designing accurate structure-specified mixed H2/H∞ optimal controllers for systems with uncertainties and disturbance using particle swarm (PSO) algorithm. It is designed t... This paper proposes an efficient method for designing accurate structure-specified mixed H2/H∞ optimal controllers for systems with uncertainties and disturbance using particle swarm (PSO) algorithm. It is designed to find a suitable controller that minimizes the performance index of error signal subject to an unequal constraint on the norm of the closed-loop system. Although the mixed H2/H∞ for the output feedback approach control is considered as a robust and optimal control technique, the design process normally comes up with a complex and non-convex optimization problem, which is difficult to solve by the conventional optimization methods. The PSO can efficiently solve design problems of multi-input-multi-output (MIMO) optimal control systems, which is very suitable for practical engineering designs. It is used to search for parameters of a structure-specified controller, which satisfies mixed performance index. The simulation and experimental results show high feasibility, robustness and practical value compared with the conventional proportional-integral-derivative (PID) and proportional-Integral (PI) controller, and the proposed algorithm is also more efficient compared with the genetic algorithm (GA). 展开更多
关键词 MIXED H2/H∞ Optimal control particle swarm Optimization algorithm Structure-Specified controller
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直升机飞控系统鲁棒性验证的无迹变换方法
2
作者 刘长奇 李爱军 +1 位作者 段广战 李左 《航空工程进展》 2025年第3期29-35,共7页
蒙特卡洛方法在直升机飞控系统鲁棒性验证中存在计算量大、耗时长等局限性,针对该问题,提出一种直升机飞控系统鲁棒性验证的无迹变换方法,该方法运用粒子群算法求解待定参数。以直升机偏航通道为应用案例,对比直升机飞控系统鲁棒性验证... 蒙特卡洛方法在直升机飞控系统鲁棒性验证中存在计算量大、耗时长等局限性,针对该问题,提出一种直升机飞控系统鲁棒性验证的无迹变换方法,该方法运用粒子群算法求解待定参数。以直升机偏航通道为应用案例,对比直升机飞控系统鲁棒性验证的无迹变换方法与蒙特卡洛方法的预测结果。结果表明:直升机飞控系统鲁棒性验证的无迹变换方法显著提升了计算效率,且在计算精度上与蒙特卡洛方法相当;该方法通过调整参数值放缩采样点与样本中心的距离,同样能适用于高维直升机飞控系统的鲁棒性验证。 展开更多
关键词 蒙特卡洛 无迹变换 粒子群算法 直升机飞控系统 鲁棒性验证
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基于粒子群优化算法的ROV定航向运动控制研究
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作者 武现聪 韩伟婧 李强 《自动化仪表》 2025年第10期78-83,共6页
针对遥控水下航行器(ROV)在航行时受环境影响而导致控制性能变差的问题,提出利用随机权重粒子群优化(RWPSO)算法整定比例积分微分(PID)参数,以提升ROV定航向运动性能。首先,建立ROV平面运动控制模型,确定定艏向控制系统的闭环传递函数... 针对遥控水下航行器(ROV)在航行时受环境影响而导致控制性能变差的问题,提出利用随机权重粒子群优化(RWPSO)算法整定比例积分微分(PID)参数,以提升ROV定航向运动性能。首先,建立ROV平面运动控制模型,确定定艏向控制系统的闭环传递函数。其次,引入随机权重优化粒子群优化(PSO)算法,提升PSO全局搜索能力和避免局部最优问题,以优化PID控制器参数。最后,对RWPSO算法进行系统动态响应仿真、干扰测试仿真以及控制系统动静态鲁棒性仿真。仿真结果表明:与采用标准PSO算法相比,采用RWPSO算法的系统阶跃响应超调量减少了15.4%、调节时间缩短了1.546 s;加入干扰后的响应超调量由6.2%减少为2.8%。RWPSO算法对应的控制系统快速性、平稳性以及鲁棒性更强,有效实现了ROV定艏向角运动控制。 展开更多
关键词 遥控式水下机器人 小艏向角运动 比例积分微分控制器 粒子群优化算法 鲁棒性测试 随机权重
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基于优化GA-PSO方法的高渗透工业电站鲁棒性控制
4
作者 靳艾静 《现代工业经济和信息化》 2024年第8期166-168,共3页
为了弥补传统粒子群(PSO)算法风电出力鲁棒调度较低的问题,通过以遗传算法(GA)来优化PSO的方式设计了一种基于优化GA-PSO方法的高渗透电站鲁棒性控制。通过PSO算法与交叉变异相融合形式来实现PSO快速收敛的效果,避免粒子产生局部最优。... 为了弥补传统粒子群(PSO)算法风电出力鲁棒调度较低的问题,通过以遗传算法(GA)来优化PSO的方式设计了一种基于优化GA-PSO方法的高渗透电站鲁棒性控制。通过PSO算法与交叉变异相融合形式来实现PSO快速收敛的效果,避免粒子产生局部最优。研究结果表明:该鲁棒控制方法表现出了比传统控制模式更强鲁棒性,保证电站实现安全稳定控制目标。持续提高风电场的数量后,风电场分布范围也进一步扩大,提升了风电出力稳定性,降低了电站冲击程度,造成系统风险成本发生显著降低。该方法具备PSO快速收敛优势,消除了粒子存在局部最优的缺陷。 展开更多
关键词 电站 自动控制 粒子群算法 遗传算法 鲁棒性 风险成本
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混合粒子群算法优化分数阶PID控制参数研究 被引量:19
5
作者 胡海波 黄友锐 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第9期2483-2486,共4页
分数阶比例—积分—微分(PID)控制器是一种把PID控制器的整数阶次推广到分数的比例、积分、微分控制器,它比传统的PID控制器更能精确地控制复杂的被控系统。而参数的取值对控制效果的好坏起着决定性作用,为此提出了一种混合粒子群算法BF... 分数阶比例—积分—微分(PID)控制器是一种把PID控制器的整数阶次推广到分数的比例、积分、微分控制器,它比传统的PID控制器更能精确地控制复杂的被控系统。而参数的取值对控制效果的好坏起着决定性作用,为此提出了一种混合粒子群算法BFA-TPO优化参数值。该算法将具有趋化、繁殖和驱散特点的细菌觅食算法和参数少,易于优化的粒子群算法相结合来计算出精确的分数阶PID控制器的参数值。通过对传统PID控制器和分数阶PID控制器参数优化的实验仿真,结果表明基于该算法的分数阶PID控制不仅无超调量、收敛速度快,而且鲁棒性强、收敛精度高,可用于控制不同的对象和过程。 展开更多
关键词 分数阶PID控制器 粒子群算法 细菌觅食算法 参数优化 鲁棒性
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高速开关阀控电液位置伺服系统自适应鲁棒控制 被引量:13
6
作者 高强 朱玉川 +1 位作者 王睿 罗樟 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期503-512,共10页
为研究高精度的液压缸位置跟踪控制问题,设计了高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的结构方案,并通过实验分析了高速开关阀的静态流量特性。建立了液压缸的连续可微摩擦模型,利用粒子群优化算法对其参数进行辨识。建立了系统的非线性数... 为研究高精度的液压缸位置跟踪控制问题,设计了高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的结构方案,并通过实验分析了高速开关阀的静态流量特性。建立了液压缸的连续可微摩擦模型,利用粒子群优化算法对其参数进行辨识。建立了系统的非线性数学模型,基于非连续参数映射和反步法设计了直接自适应鲁棒控制器,通过参数在线自适应调节来更新估计值和鲁棒反馈项支配参数不确定性,实验结果表明:在跟踪幅值为5mm,频率为0.4Hz的正弦信号时,最后一个周期的最大跟踪误差、平均跟踪误差及其标准差分别为0.638、0.25mm和0.405mm,与传统PID控制器相比,控制精度显著提升,旨在为实现高精度的数字阀控位置伺服技术提供有价值的参考。 展开更多
关键词 自适应鲁棒控制 反步法 高速开关阀 粒子群优化算法 连续可微摩擦模型
原文传递
高空螺旋桨无刷直流电机重置粒子群PID控制 被引量:10
7
作者 杨剑威 窦满峰 +1 位作者 骆光照 赵冬冬 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期313-320,共8页
永磁无刷直流电机驱动高空螺旋桨负载时,由于大气密度随海拔高度变化,电机转速随螺旋桨负载变化不断波动,传统定参数PID控制难以随环境变化对电驱动系统PID控制参数进行实时调整,系统的动态特性和鲁棒性较差。提出一种基于BFGS(Broyden-... 永磁无刷直流电机驱动高空螺旋桨负载时,由于大气密度随海拔高度变化,电机转速随螺旋桨负载变化不断波动,传统定参数PID控制难以随环境变化对电驱动系统PID控制参数进行实时调整,系统的动态特性和鲁棒性较差。提出一种基于BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)动态重置粒子群算法(BFGS-RPSO)的永磁无刷直流电机PID参数控制方法,该方法利用BFGS-RPSO算法灵活快速的在线参数寻优特点,对永磁无刷直流电机控制系统PID参数进行在线实时优化调整,提高了螺旋桨负载电驱动系统的动态特性和鲁棒性。Matlab仿真和实验表明,电机在起动过程中,转速上升时间较短,转速和转矩超调较小,且在负载波动过程中电机转矩脉动较小,BFGS-RPSO PID参数控制比传统PID控制具有更好的动态特性和鲁棒性,适合应用于高空螺旋桨永磁无刷直流电机螺旋桨电驱动系统。 展开更多
关键词 永磁无刷直流电机 电驱动系统 高空螺旋桨 重置粒子群算法 PID参数控制
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基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照与CO_(2)综合调控策略 被引量:3
8
作者 徐立鸿 刘辉辉 蔚瑞华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期354-362,共9页
针对目前温室光照、CO_(2)调控效益不高等问题,提出了一种基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照和CO_(2)综合调控策略。首先通过采集不同温度、光照强度、CO_(2)浓度嵌套下的蓝莓净光合速率,建立不同温度下包含光照强度、CO_(2)浓度的蓝莓... 针对目前温室光照、CO_(2)调控效益不高等问题,提出了一种基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照和CO_(2)综合调控策略。首先通过采集不同温度、光照强度、CO_(2)浓度嵌套下的蓝莓净光合速率,建立不同温度下包含光照强度、CO_(2)浓度的蓝莓净光合速率机理模型;接着根据不同温度下蓝莓光合速率机理模型的高斯曲率函数构造适应度函数,并采用粒子群算法进行最大值寻优,计算高斯曲率最大值所对应的光照强度和CO_(2)浓度,获得不同温度下光照强度、CO_(2)浓度高斯曲率最大点;最后基于多项式拟合,建立不同温度下光照、CO_(2)综合调控策略。通过与最大净光合速率饱和点的调控对比发现,平均光照强度下降60.73%,CO_(2)浓度下降25.00%,而平均净光合速率仅下降14.29%。与实际蓝莓净光合速率对比发现,采用本文提出的光照、CO_(2)综合调控策略,蓝莓净光合速率较实际值平均提高1.87倍以上。说明本文提出的光照、CO_(2)综合调控策略具有综合效益高等特点,可为温室光照、CO_(2)调控提供理论支撑。 展开更多
关键词 温室 蓝莓 光合速率模型 高斯曲率 粒子群算法 光照与CO_(2)综合调控
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PSO算法及在二自由度PID调节器优化设计中的应用 被引量:1
9
作者 王海稳 张井岗 戴跃伟 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第3期190-193,共4页
微粒群算法是一种群体智能算法,它是通过模拟以鸟类、昆虫等微粒的自然界的群体行为,构造的一种随机寻优的进化算法。基于灵敏度函数,采用PSO算法对二自由度PID参数进行自适应调整,提出了一种新二自由度PID调节器的设计方法,可以有效抑... 微粒群算法是一种群体智能算法,它是通过模拟以鸟类、昆虫等微粒的自然界的群体行为,构造的一种随机寻优的进化算法。基于灵敏度函数,采用PSO算法对二自由度PID参数进行自适应调整,提出了一种新二自由度PID调节器的设计方法,可以有效抑制参数变化对系统的影响,使系统同时获得良好的目标值跟踪特性、干扰抑制特性和鲁棒性,以工业过程中常见的对象模型进行了仿真实验,仿真结果和改进的遗传算法进行比较,表明了这一方法的有效性,证明了PSO算法的有效性。 展开更多
关键词 二自由度控制 微粒群算法 鲁棒性
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含间隙曲柄滑块机构自适应鲁棒控制研究 被引量:1
10
作者 薛邵文 林乃昌 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第11期1317-1322,共6页
针对曲柄滑块机构间隙引起的系统稳定性、精度和可靠性降低的问题,运用改进的PSO算法对含间隙曲柄滑块机构进行了辨识,并就间隙所产生的误差,应用自适应鲁棒控制器进行了补偿。首先,对惯性因子采用非线性递减的方式、局部最优值采用加... 针对曲柄滑块机构间隙引起的系统稳定性、精度和可靠性降低的问题,运用改进的PSO算法对含间隙曲柄滑块机构进行了辨识,并就间隙所产生的误差,应用自适应鲁棒控制器进行了补偿。首先,对惯性因子采用非线性递减的方式、局部最优值采用加权平均的方式,对传统的PSO算法进行了改进;然后,分别运用传统的PSO算法和改进的PSO算法,对含间隙曲柄滑块机构进行了辨识;最后,针对曲柄滑块机构间隙产生的误差,设计出自适应鲁棒控制器进行了补偿。研究结果表明:相比传统的PSO算法,应用改进的PSO算法对系统辨识所建立的模型具有更高的准确性;设计的自适应鲁棒控制器控制的信号跟踪精度平均提高了51%左右。 展开更多
关键词 间隙 曲柄滑块机构 改进粒子群优化算法 参数辨识 鲁棒控制
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粒子群优化神经网络PID的三自由度直升机
11
作者 武俊峰 王显博 赵建新 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第4期13-17,共5页
针对于在非线性、时变和强耦合特性的特性下,PID控制效果不佳,以三自由度直升机模型系统作为研究对象,提出了粒子群优化神经网络控制器来实现对系统的控制。神经网络可以通过训练和学习自适应的调整参数,算法采用梯度学习法,初始权值随... 针对于在非线性、时变和强耦合特性的特性下,PID控制效果不佳,以三自由度直升机模型系统作为研究对象,提出了粒子群优化神经网络控制器来实现对系统的控制。神经网络可以通过训练和学习自适应的调整参数,算法采用梯度学习法,初始权值随机产生。产生的权值在学习过程中能陷入局部最优值,因而粒子群算法优化得到的最优初始权值带入神经网络PID控制器能取得满意的效果,控制不仅迅速逼近控制目标,而且响应时间较短。仿真实验对比证明,粒子群优化神经网络PID算法具有优于PID算法的适应能力、鲁棒性和响应速度。 展开更多
关键词 三自由度直升机 粒子群算法 神经网络控制
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风力机变桨距控制策略研究 被引量:6
12
作者 戴媛媛 贾建芳 +1 位作者 张吉宣 曾杰 《自动化仪表》 CAS 2016年第11期20-24,共5页
作为目前大型风力发电机组中应用最广泛的控制技术之一,变桨距控制在风速高于额定风速时,可以有效提高系统效率以及输出功率的稳定性。然而,风力发电机系统的复杂性、非线性以及空气动力学的时变性对变桨距控制产生影响。因此,变桨距系... 作为目前大型风力发电机组中应用最广泛的控制技术之一,变桨距控制在风速高于额定风速时,可以有效提高系统效率以及输出功率的稳定性。然而,风力发电机系统的复杂性、非线性以及空气动力学的时变性对变桨距控制产生影响。因此,变桨距系统的控制策略成为了风力发电技术的关键。对变桨距控制的工作方式以及关键性问题进行了研究,针对风电机变桨距系统的非线性、多变量、强耦合和时变性等特点,总结归纳了变桨距系统控制策略的研究现状,分析了不同控制策略的优缺点。最后,对变桨距系统控制技术的发展趋势进行了分析。 展开更多
关键词 风能 风力发电机 支持向量机 径向基函数 粒子群优化算法 智能控制 PID控制 H∞鲁棒控制
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基于PSODE混合算法优化的自抗扰控制器设计 被引量:5
13
作者 任潞 何屏 +1 位作者 张晓磊 郭秀林 《现代电子技术》 北大核心 2017年第3期92-95,共4页
自抗扰控制器在强干扰系统和大时滞条件下的控制效果不好,主要影响因素是静态参数机制,为此设计了一种基于差分进化算法和粒子群算法联合优化的自抗扰控制器。使用粒子群算法对自抗扰控制器中抗扩张状态观测器的动量估计系数进行在线优... 自抗扰控制器在强干扰系统和大时滞条件下的控制效果不好,主要影响因素是静态参数机制,为此设计了一种基于差分进化算法和粒子群算法联合优化的自抗扰控制器。使用粒子群算法对自抗扰控制器中抗扩张状态观测器的动量估计系数进行在线优化,使用误差阈值触发启动的伺服机制提高动态优化的计算速度,并使用差分进化算法的变异、交叉和选择算子提高粒子群算法的多样性,防止陷入局部最优值以提高算法的收敛精度。在热工时滞系统中的实验结果表明,改进后的算法在强干扰系统和大时滞条件下的控制效果得到提高,抗干扰性能和鲁棒性得到提高。 展开更多
关键词 自抗扰控制器 粒子群算法 差分进化算法 抗干扰 鲁棒性
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挠性航天器多目标鲁棒姿态控制的DPSO算法实现 被引量:3
14
作者 王梦菲 张军 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期64-74,共11页
复杂航天器高性能姿态控制是完成现代新型空间任务的基础,需兼顾鲁棒性、快速性、精度和控制能量等多目标要求,但目前大多数控制系统只针对某单一目标设计。针对大型挠性航天器多目标姿态控制问题,提出一种基于差分粒子群优化算法和输... 复杂航天器高性能姿态控制是完成现代新型空间任务的基础,需兼顾鲁棒性、快速性、精度和控制能量等多目标要求,但目前大多数控制系统只针对某单一目标设计。针对大型挠性航天器多目标姿态控制问题,提出一种基于差分粒子群优化算法和输出反馈的鲁棒控制方法。首先,推导了含参数不确定性的系统动力学模型;然后,给出了差分粒子群优化算法的定义和鲁棒D-稳定的线性矩阵不等式(LMI)表达;最后,在区域极点约束和Pareto最优原则下,利用所提算法对干扰抑制和控制能量指标进行了优化,得到反馈增益矩阵。该方法满足了系统多目标约束要求,且具有一定的振动抑制作用;可避免传统带极点配置的LMI方法在解决多目标问题时的保守性,也解决了将多目标转化为一个指标函数时加权系数的选择困难。数学仿真验证了该方法的有效性,相比于传统PID控制,干扰下姿态稳态误差可减小约54%。 展开更多
关键词 挠性航天器 区域极点配置 鲁棒控制 差分粒子群优化算法 多目标
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利用BFO算法优化PID参数的机械臂控制设计分析 被引量:2
15
作者 尚建人 田云娜 《湘潭大学学报(自然科学版)》 CAS 2018年第4期86-90,共5页
提出了一种基于细菌觅食(BFO)算法优化PID控制器参数的机械臂控制设计分析,用于不确定的2自由度旋转棱镜(RP)机械臂有效的轨迹跟踪和参数鲁棒性.提出的方法将BFO算法与PID控制器相结合,通过BFO算法在线对PID控制器的3个参数进行优化.最... 提出了一种基于细菌觅食(BFO)算法优化PID控制器参数的机械臂控制设计分析,用于不确定的2自由度旋转棱镜(RP)机械臂有效的轨迹跟踪和参数鲁棒性.提出的方法将BFO算法与PID控制器相结合,通过BFO算法在线对PID控制器的3个参数进行优化.最终,传统的动抗干扰抑制(ADRC)设计问题被转换成用于寻找最优控制器调谐参数的特殊优化问题.仿真结果表明,与传统方法相比,提出的方法能有效提高机械臂跟踪控制的快速性和准确性,具有更优越的控制品质和较强的抑制干扰能力. 展开更多
关键词 机械臂 2自由度 PID控制器 鲁棒性 细菌觅食算法
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相变材料充装换热装置双自由度内模PID控制器设计 被引量:3
16
作者 张青雷 张敏 +1 位作者 段建国 秦际赟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第9期72-76,共5页
针对相变材料充装过程中换热装置出口温度控制非线性、时滞性特点,提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法整定的双自由度内模控制PID(PSO-TDF-IMC-PID)控制策略。基于内模原理设计了IMC-PID控制器,并利用PSO算法对控制器参数进行整定。借... 针对相变材料充装过程中换热装置出口温度控制非线性、时滞性特点,提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法整定的双自由度内模控制PID(PSO-TDF-IMC-PID)控制策略。基于内模原理设计了IMC-PID控制器,并利用PSO算法对控制器参数进行整定。借助仿真工具,进行阶跃响应仿真、抗干扰性仿真研究、模型失配情况仿真研究。结果表明:所提控制方法克服了IMC-PID的缺点,参数整定效率高,鲁棒性强,改善了相变材料出口温度控制效果,并且具有很好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 换热器 时滞性 双自由度内模控制 PID控制 粒子群优化算法 鲁棒性 抗干扰性
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变体飞行器LPV建模与内外环鲁棒控制 被引量:2
17
作者 张泽鹏 院老虎 +1 位作者 杜白雨 张舒然 《战术导弹技术》 北大核心 2023年第1期105-114,共10页
变体飞行器能够根据复杂的任务、环境等信息自适应地改变本体气动布局,从而达到特定飞行条件下的最优性能。针对一类翼展可自由伸缩的飞行器,研究了基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)系统的变体飞行器内外环鲁棒控制问题。... 变体飞行器能够根据复杂的任务、环境等信息自适应地改变本体气动布局,从而达到特定飞行条件下的最优性能。针对一类翼展可自由伸缩的飞行器,研究了基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)系统的变体飞行器内外环鲁棒控制问题。采用Jacobian线性化方法建立变体飞行器LPV模型,将双环控制技术拓展到LPV模型中,采用线性二次型最优控制法(Linear Quadratic Regulator,LQR)设计内环控制器,并引入粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)求出二次型系统的最优权值矩阵,在保证飞行器速度、高度稳定的基础上,有效降低了系统的超调量,提高了控制器的收敛速度。外环加入鲁棒H∞状态反馈控制器,并将输入变量扩展到系统状态中,进一步解决了变体过程中导致的舵偏指令过大的问题,保证了飞行器在变形过程中能够平缓过渡,并证明了该控制器满足二次Lyapunov稳定的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)条件。仿真结果表明:当存在一定的外部干扰时,所设计的内外环鲁棒控制器能够保证飞行器在整个形变过程中具有良好的稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 变体飞行器 线性变参数 Jacobian线性化方法 线性二次型最优控制 鲁棒控制 线性矩阵不等式 粒子群优化算法
原文传递
基于全局最优滑模控制器的冗余自由度机械臂运动控制的研究 被引量:10
18
作者 屈海军 杨森 《机床与液压》 北大核心 2021年第5期45-49,共5页
为了提高冗余自由度机械臂的运动准确性,进行基于全局最优滑模控制器的冗余自由度机械臂运动控制的研究。分析冗余自由度机械臂的机械结构,明确其结构组成及运动原理。通过各关节节点的旋转角度及连接臂长度,分别求取了相邻关节节点间... 为了提高冗余自由度机械臂的运动准确性,进行基于全局最优滑模控制器的冗余自由度机械臂运动控制的研究。分析冗余自由度机械臂的机械结构,明确其结构组成及运动原理。通过各关节节点的旋转角度及连接臂长度,分别求取了相邻关节节点间的旋转关系式及关节结点相对基础坐标的移动矢量,并通过该移动矢量得出机械臂的动力学方程。通过机械臂的动力学方程,计算出单个关节节点的系统方程。利用角度误差构造滑模面,并在此基础上利用单个关节节点的系统方程,建立滑模控制器。为了获取滑模控制器中滑模加权因子和趋近加权因子的最优解,采用粒子群算法在解空间中对其进行全局搜索,从而得到全局最优化的滑模控制器,用于对冗余自由度机械臂的运动过程进行控制。实验中,采用此方法和干扰观测器方法对关节节点的运动过程及末端执行器的运动过程进行了控制,从控制结果可知:在控制关节节点及末端执行器运动时,此方法比干扰观测器方法的控制准确度分别提高了17.12%和13.49%,表明此方法能有效保障冗余自由度机械臂的运动准确性。 展开更多
关键词 冗余自由度机械臂 运动控制 滑模控制器 粒子群算法 全局最优解
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基于随机鲁棒优化的导弹姿态控制系统设计 被引量:4
19
作者 徐帅 高敏 +2 位作者 方丹 王毅 赵文栋 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期60-66,共7页
针对多目标优化算法设计的控制系统鲁棒性不强的问题,基于随机鲁棒方法设计了导弹姿态控制系统参数,并进行了对比仿真验证。在确定姿态控制系统结构基础上,根据系统对快速性和稳定性的要求,提出一个包含系统稳定性、时域指标和频域指标... 针对多目标优化算法设计的控制系统鲁棒性不强的问题,基于随机鲁棒方法设计了导弹姿态控制系统参数,并进行了对比仿真验证。在确定姿态控制系统结构基础上,根据系统对快速性和稳定性的要求,提出一个包含系统稳定性、时域指标和频域指标项的指标体系。在此基础上,通过对各指标或各指标的不满足概率适当加权,分别为粒子群优化算法和随机鲁棒方法定义适应度函数,并在参数取值区间内对待定控制参数进行寻优,从而实现姿态控制系统参数的优化整定。蒙特卡洛仿真实验表明了随机鲁棒方法用于鲁棒控制系统设计的有效性。 展开更多
关键词 导弹 姿态控制 随机鲁棒设计 参数优化 粒子群算法
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基于群智能算法的鲁棒飞行控制律参数优化 被引量:2
20
作者 袁明涛 张曙光 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2021年第3期41-47,共7页
针对飞行控制律设计过程中由于名义模型和实际飞机之间的参数偏离所导致的不确定性问题,基于传统频域分析法、μ分析以及蒙特卡洛拉偏仿真分析,提出了一种控制律优化算法。该算法以控制系统的时域、复域、频域以及多输入多输出(MIMO)系... 针对飞行控制律设计过程中由于名义模型和实际飞机之间的参数偏离所导致的不确定性问题,基于传统频域分析法、μ分析以及蒙特卡洛拉偏仿真分析,提出了一种控制律优化算法。该算法以控制系统的时域、复域、频域以及多输入多输出(MIMO)系统的μ值组合而成的不满足概率来构建代价函数,再通过混合遗传粒子群算法进行代价函数最值的迭代寻优,最终得到最优反馈控制增益参数。以某小型无人机横航向控制律为例开展分析和优化,结果表明优化后的控制律既能满足飞行性能响应指标要求,又具有满意的鲁棒稳定性,验证了该算法具有良好的优化作用。 展开更多
关键词 鲁棒控制 优化算法 Μ分析 混合遗传粒子群算法 参数最优
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