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基于ILA—LQR—PID的田间智能作业车路径跟踪控制
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作者 苗凯 任力生 王芳 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第2期157-167,176,共12页
智能车辆在田间行驶作业时,常因地面湿滑,摩擦力系数低出现滑移现象。为改善田间智能作业车辆工作效率,减少在湿滑路面上滑移情况,并针对控制算法参数难以确定问题,提出一种逻辑优化算法(ILA),确定LQR—PID控制器参数的控制方法ILA—LQR... 智能车辆在田间行驶作业时,常因地面湿滑,摩擦力系数低出现滑移现象。为改善田间智能作业车辆工作效率,减少在湿滑路面上滑移情况,并针对控制算法参数难以确定问题,提出一种逻辑优化算法(ILA),确定LQR—PID控制器参数的控制方法ILA—LQR—PID对路径进行跟踪控制的策略。首先建立智能车辆动力学模型,设计前馈LQR横向跟踪控制器、PID纵向速度跟踪控制器、转向滑移控制器和制动滑移控制器,并通过逻辑优化算法ILA对各控制器核心参数进行确定。为验证策略的可行性,通过MATLAB/Simulink和Carsim进行联合仿真试验,结果表明:在车速10 km/h、摩擦力系数0.9情况下,ILA—LQR—PID算法策略相比于原始LQR—PID和浣熊优化算法(COA)确定控制器参数的控制方法COA—LQR—PID,平均速度误差、最大横向误差和到点误差分别降低88.1%、85.8%、98.6%和6%、41.1%、57.3%;在车速10 km/h、摩擦力系数0.3情况下,分别降低61.1%、76.9%、97.7%和28.5%、36.3%、58.2%;在车速30 km/h、摩擦力系数0.9情况下,分别降低44.8%、92.2%、99.1%和26.9%、77.8%、91.5%。误差均为厘米级,能够满足田间作业要求,为智慧农业提供技术支持。 展开更多
关键词 田间智能作业车 路径跟踪 lqr控制 PID控制 逻辑优化算法
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Optimal Control-Based Small Signal Stability Analysis of Power System Incorporating Flexible AC Transmission System and Electric Vehicle Load
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作者 Naveen Guguloth Bishwajit Dey +2 位作者 Fausto Pedro García Márquez Prasenjit Dey Isaac Segovia Ramírez 《Energy Engineering》 2026年第3期546-587,共42页
The increasing integration of electric vehicle(EV)loads into power systems necessitates understanding their impact on stability.Small-magnitude perturbations,if persistent,can cause low-frequency oscillations,leading ... The increasing integration of electric vehicle(EV)loads into power systems necessitates understanding their impact on stability.Small-magnitude perturbations,if persistent,can cause low-frequency oscillations,leading to synchronism loss and mechanical stress.This work analyzes the effect of voltage-dependent EV loads on this small-signal stability.The study models an EV load within a Single-Machine Infinite Bus(SMIB)system.It specifically evaluates the influence of EV charging through the DC link capacitor of a Unified Power Flow Controller(UPFC),a key device for damping oscillations.The system’s performance is compared to a modified version equipped with both a UPFC and a Linear Quadratic Regulator(LQR)controller.Results confirm the significant influence of EV charging on the power network.The analysis demonstrates that the best performance is achieved with the SMIB system utilizing the combined UPFC and LQR controller.This configuration effectively dampens low-frequency oscillations,yielding superior results by reducing the system’s rise time,settling time,and peak overshoot. 展开更多
关键词 Power system SMIB lqr EV small signal stability UPFC
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Self-recovery regulation method of rotor unbalance vibration based on GWO-ALQR
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作者 Jiaqiao Lu Ruijie Feng +3 位作者 Xin Pan Meng Zhang Weilong Ma Jinji Gao 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 2026年第1期115-124,共10页
Excessive unbalanced vibrations of rotor-bearing systems significantly affect the stability and safety of high-end rotating machinery,such as aero engines,turbo-generators,and high-end machine tools.To realize the on-... Excessive unbalanced vibrations of rotor-bearing systems significantly affect the stability and safety of high-end rotating machinery,such as aero engines,turbo-generators,and high-end machine tools.To realize the on-line self-recovery of unbalanced vibration faults in a rotor system,a self-recovery regulation method based on the grey wolf optimization-adaptive linear quadratic regulator(GWO-ALQR)is proposed.First,a self-recovery regulation system for unbalanced vibrations was constructed,with the state-space equation of the control system obtained and discretized based on the dynamic equation of the rotor-bearing system.Subsequently,a self-recovery regulation method for unbalanced vi-brations based on GWO-ALQR was designed based on the state-space equation.In this method,the parameters of the control system are optimized using grey wolf optimization(GwO),with the working conditions identified on-line.The optimization parameters were selected independently,while the control commands were generated through a linear quadratic regulator(LQR)to control the action of the actuator to achieve self-recovery of the unbalanced vibration.The experimental results indicate that the unbalanced vibration of the rotor system can be restrained below the expected vibration threshold by the self-recovery regulation system based on GWO-ALQR and the final vibration suppression effect can exceed 70%. 展开更多
关键词 Unbalanced vibration Self-recovery regulation Vibration control State-space equation GWO lqr
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基于LQR算法的主动悬架控制
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作者 武浩浩 肖望强 张学圣 《汽车零部件》 2026年第1期16-21,共6页
采用多体动力学计算方法对某款汽车悬架的动力学特性进行分析,研究线性二次型调节器(LQR)算法对汽车悬架动力学特性的影响。基于Simulink建立了汽车麦弗逊式主动悬架的两自由度动力学模型,主动悬架采用LQR控制策略,采用滤波白噪声方法... 采用多体动力学计算方法对某款汽车悬架的动力学特性进行分析,研究线性二次型调节器(LQR)算法对汽车悬架动力学特性的影响。基于Simulink建立了汽车麦弗逊式主动悬架的两自由度动力学模型,主动悬架采用LQR控制策略,采用滤波白噪声方法建立时域LQR控制策略激励模型,对汽车在不同工况下的动力学响应进行仿真。仿真结果表明,采用LQR控制策略可以有效抑制车身加速度低频响应,改善汽车行驶平顺性。研究可为同类主动悬架系统的开发与优化提供参考。 展开更多
关键词 主动悬架 lqr控制策略激励模型 lqr控制策略 行驶平顺性
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基于MATLAB/Simulink的主动悬架PID与LQR控制策略仿真对比研究
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作者 程华 魏银 《动力系统与控制》 2026年第1期43-55,共13页
汽车悬架系统是决定车辆平顺性、操纵稳定性及行驶舒适性的核心部件。为对比不同控制策略对主动悬架的控制效果,本文以1/4主动悬架系统为研究对象,基于牛顿第二定律建立其动力学微分方程,并进一步推导得到状态空间方程,且验证了系统的... 汽车悬架系统是决定车辆平顺性、操纵稳定性及行驶舒适性的核心部件。为对比不同控制策略对主动悬架的控制效果,本文以1/4主动悬架系统为研究对象,基于牛顿第二定律建立其动力学微分方程,并进一步推导得到状态空间方程,且验证了系统的能控性与能观性。利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建仿真环境,以白噪声信号模拟随机路面输入,分别设计PID控制策略与LQR最优控制策略,围绕车身加速度、悬架动挠度及轮胎动位移三大核心评价指标,对比分析两种控制策略的仿真结果,明确二者在主动悬架控制中的性能优势差异,为悬架控制策略的优化选择提供参考。 展开更多
关键词 主动悬架 PID控制 lqr最优控制 MATLAB/SIMULINK
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主动悬架LQR控制器多目标联合优化设计 被引量:1
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作者 徐劲力 黄振亮 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期28-34,共7页
针对引入轮毂电机使非簧载质量增大,引起电动汽车振动负效应问题,分析了主被动并联式悬架系统中,被动悬架弹簧刚度、减振器阻尼对车辆乘坐舒适性、轮胎接地性、安全性以及主动悬架能耗性能的影响。为实现被动悬架弹簧刚度、减振器阻尼... 针对引入轮毂电机使非簧载质量增大,引起电动汽车振动负效应问题,分析了主被动并联式悬架系统中,被动悬架弹簧刚度、减振器阻尼对车辆乘坐舒适性、轮胎接地性、安全性以及主动悬架能耗性能的影响。为实现被动悬架弹簧刚度、减振器阻尼与主动悬架线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)相匹配,提出将被动悬架参数与主动悬架LQR控制器参数相结合的联合优化设计方法,基于非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmsⅡ,NSGA-Ⅱ),求解最优被动悬架参数与主动悬架LQR控制器权重矩阵。结果表明:联合优化后的NSGA-LQR控制器相较于被动悬架系统,车身垂向加速度、悬架动挠度、轮胎动位移的均方根值分别降低22.52%、26.34%和2.30%。联合优化后的NSGA-LQR控制器一定程度上兼顾了车辆乘坐舒适性与安全性,相较于传统LQR控制,改善了轮毂电机电动汽车垂向振动负效应。 展开更多
关键词 主动悬架 轮毂电机 lqr控制 NSGA-Ⅱ 平顺性
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基于模糊自适应前馈LQR的智能车辆跟踪控制 被引量:1
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作者 唐斌 米伟 +1 位作者 田宁 许占祥 《昆明理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期185-195,共11页
路径跟踪控制是智能车辆自动驾驶系统的关键技术.为提高智能车辆路径跟踪控制精度和控制器的自适应性,提出了一种基于模糊自适应权重的前馈LQR控制方法.基于二自由度车辆动力学模型构建了路径跟踪误差模型,在此基础上设计了LQR反馈控制... 路径跟踪控制是智能车辆自动驾驶系统的关键技术.为提高智能车辆路径跟踪控制精度和控制器的自适应性,提出了一种基于模糊自适应权重的前馈LQR控制方法.基于二自由度车辆动力学模型构建了路径跟踪误差模型,在此基础上设计了LQR反馈控制律,并采用前馈补偿控制消除道路曲率扰动的影响.为增强控制器的自适应性和路径跟踪的准确性,提出了基于模糊理论的LQR参数动态调整策略,并开展了Simulink/Trucksim联合仿真和实车试验.仿真结果显示:相较于LQR、前馈LQR,所提出的控制方法作用下的横向误差分别减小1.1 m、0.3 m,航向误差分别减小0.07°、0.03°;相较于MPC,控制实时性得到有效提高.仿真结果与试验结果均表明所提出的控制方法在弯道工况和双移线工况下都具有较好的路径跟踪效果和自适应性能. 展开更多
关键词 智能车辆 路径跟踪 误差模型 lqr 自适应模糊控制
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基于SA-PSO轨迹追踪LQR横向控制优化 被引量:1
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作者 黄益绍 郭钦 周润湘 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第8期19-27,共9页
为解决线性二次型调节器(LQR)中的系数矩阵Q和R选取困难的问题,针对LQR算法进行优化。基于模拟退火算法和粒子群算法提出模拟退火粒子群优化(SA-PSO)算法,并且对于学习因子提出线性异步变化优化方法提高算法的搜索效率。基于二自由度动... 为解决线性二次型调节器(LQR)中的系数矩阵Q和R选取困难的问题,针对LQR算法进行优化。基于模拟退火算法和粒子群算法提出模拟退火粒子群优化(SA-PSO)算法,并且对于学习因子提出线性异步变化优化方法提高算法的搜索效率。基于二自由度动力学模型建立前馈LQR,加入预测模型模块提高模型控制精度。利用LQR的代价函数作为适应度函数优化权重参数矩阵,分析对比提出的SA-PSO算法和粒子群(PSO)优化算法的跟踪控制效果。通过Simulink/Carsim联合仿真实验,结果表明:SA-PSO算法相较于PSO算法在同等横向控制精度前提下前轮转角控制降低28.83%,相较于固定权值LQR,其前轮转角控制降低44.58%。提高了汽车行驶时的稳定性和平滑性,且具有较高鲁棒性。 展开更多
关键词 汽车工程 横向控制 粒子群算法优化 线性二次型调节器(lqr) 轨迹跟踪
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考虑时变参数的自适应LQR智能车辆路径跟踪控制方法
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作者 张亚娟 冯灵霞 李国斌 《计算机科学》 北大核心 2025年第10期308-316,共9页
为解决智能车辆循迹过程中,轮胎侧偏刚度摄动引发模型不确定导致的车辆循迹精度及稳定性下降的问题,提出了一种考虑轮胎侧偏刚度时变特性的智能车辆循迹控制方法。首先,基于改进的集员滤波算法及双轨动力学模型建立轮胎侧向力估计器,利... 为解决智能车辆循迹过程中,轮胎侧偏刚度摄动引发模型不确定导致的车辆循迹精度及稳定性下降的问题,提出了一种考虑轮胎侧偏刚度时变特性的智能车辆循迹控制方法。首先,基于改进的集员滤波算法及双轨动力学模型建立轮胎侧向力估计器,利用轮胎侧向力模型计算值与估计值之差设计轮胎侧偏刚度自适应更新规则;其次,将实时更新的轮胎侧偏刚度用于求解实时最优前轮转角,进而提出一种轮胎侧偏刚度自适应的ALQR智能车辆循迹控制器。CarSim与Simulink联合仿真和硬件在环仿真实验结果表明:ALQR控制器在高、低路面附着系数条件下较LQR(Linear Quadratic Regulator)跟踪精度平均提高65.867%,尤其在低附路面,LQR控制器忽略了轮胎刚度变化引发的循迹性能显著下降的问题,而ALQR控制器可通过实时更新的轮胎侧偏刚度实时求解最优前轮转角,保证了车辆循迹精度与稳定性。提出的考虑轮胎实时侧偏刚度的智能车辆循迹ALQR控制方法具有良好的适用性与实时性,对智能车辆控制系统设计具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 智能车辆 路径跟踪控制 侧向力估计 轮胎侧偏刚度 lqr 硬件在环
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基于五次多项式规划和模糊LQR控制的平行泊车研究 被引量:1
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作者 张成涛 王瑞敏 +3 位作者 张方 赵晓卓 骆远鹏 黎俊宏 《汽车工程学报》 2025年第2期211-223,共13页
针对自动泊车路径规划中曲率不连续的问题,基于对车辆运动学的分析,将圆弧-直线-圆弧规划方法与泊车任务的逆过程相结合,采用五次多项式优化方法来规划泊车路径,得到曲率连续的紧凑泊车轨迹。为了提高泊车跟踪精度,利用模糊控制方法对... 针对自动泊车路径规划中曲率不连续的问题,基于对车辆运动学的分析,将圆弧-直线-圆弧规划方法与泊车任务的逆过程相结合,采用五次多项式优化方法来规划泊车路径,得到曲率连续的紧凑泊车轨迹。为了提高泊车跟踪精度,利用模糊控制方法对基于运动学模型的离散LQR跟踪控制器进行改进。为验证算法的有效性进行了仿真与试验验证,在Simulink/CarSim协同仿真中,其最大跟踪误差为0.027 m,平均跟踪误差为0.013 m。在实车试验中,最大跟踪误差为0.07 m,平均跟踪误差为0.029 m。相较于LQR跟踪控制器,FUZZY-LQR跟踪控制器的平均跟踪误差降低了33%,改善了自动泊车路径跟踪效果。 展开更多
关键词 自动泊车 路径规划 五次多项式优化 模糊控制 lqr
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油气井钻柱轴-扭双向振动LQR控制研究
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作者 李欣业 张文博 +2 位作者 郭晓强 张文学 Ye Chengyang 《石油机械》 北大核心 2025年第10期86-95,共10页
为有效解决钻柱轴-扭双向振动引发的失效问题,借助钻杆3自由度动力学模型,开展了线性二次型调节器LQR控制对钻柱轴向振动和扭转振动抑制效果的仿真研究。根据LQR控制策略分别设计了扭转和轴向反馈控制器,模拟分析了无反馈控制器、只施... 为有效解决钻柱轴-扭双向振动引发的失效问题,借助钻杆3自由度动力学模型,开展了线性二次型调节器LQR控制对钻柱轴向振动和扭转振动抑制效果的仿真研究。根据LQR控制策略分别设计了扭转和轴向反馈控制器,模拟分析了无反馈控制器、只施加扭转反馈控制器、只施加轴向反馈控制器以及同时施加扭转和轴向反馈控制器4种情况下工作参数对系统响应的影响,并将双向LQR控制与顶驱控制的仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:只有当同时施加扭转方向和轴向的LQR反馈控制时,钻柱的黏滑运动和跳钻才均被有效抑制;对比顶驱控制,基于LQR控制策略设计的轴-扭双向反馈控制器对系统的振动控制效果更好。研究结论可为钻柱振动控制研究提供理论参考。 展开更多
关键词 钻柱轴-扭耦合振动 lqr控制 3自由度模型 输入角速度 轴向相对位移
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Optimal Control of Nonlinear Inverted Pendulum System Using PID Controller and LQR: Performance Analysis Without and With Disturbance Input 被引量:37
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作者 Lal Bahadur Prasad Barjeev Tyagi Hari Om Gupta 《International Journal of Automation and computing》 EI CSCD 2014年第6期661-670,共10页
Linear quadratic regulator(LQR) and proportional-integral-derivative(PID) control methods, which are generally used for control of linear dynamical systems, are used in this paper to control the nonlinear dynamical sy... Linear quadratic regulator(LQR) and proportional-integral-derivative(PID) control methods, which are generally used for control of linear dynamical systems, are used in this paper to control the nonlinear dynamical system. LQR is one of the optimal control techniques, which takes into account the states of the dynamical system and control input to make the optimal control decisions.The nonlinear system states are fed to LQR which is designed using a linear state-space model. This is simple as well as robust. The inverted pendulum, a highly nonlinear unstable system, is used as a benchmark for implementing the control methods. Here the control objective is to control the system such that the cart reaches a desired position and the inverted pendulum stabilizes in the upright position. In this paper, the modeling and simulation for optimal control design of nonlinear inverted pendulum-cart dynamic system using PID controller and LQR have been presented for both cases of without and with disturbance input. The Matlab-Simulink models have been developed for simulation and performance analysis of the control schemes. The simulation results justify the comparative advantage of LQR control method. 展开更多
关键词 Inverted pendulum nonlinear system proportional-integral-derivative (PID) control optimal control linear quadratic regulator (lqr)
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LQR-GA Controller for Articulated Dump Truck Path Tracking System 被引量:12
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作者 MENG Yu GAN Xin +1 位作者 WANG Yu GU Qing 《Journal of Shanghai Jiaotong university(Science)》 EI 2019年第1期78-85,共8页
This paper designs a novel controller to improve the path-tracking performance of articulated dump truck(ADT). By combining linear quadratic regulator(LQR) with genetic algorithm(GA), the designed controller is used t... This paper designs a novel controller to improve the path-tracking performance of articulated dump truck(ADT). By combining linear quadratic regulator(LQR) with genetic algorithm(GA), the designed controller is used to control linear and angular velocities on the midpoint of the front frame. The novel controller based on the error dynamics model is eventually realized to track the path high-precisely with constant speed. The results of simulation and experiment show that the LQR-GA controller has a better tracking performance than the existing methods under a low speed of 3 m/s. In this paper, kinematics model and simulation control models based on co-simulation of ADAMS and Matlab/Simulink are established to verify the proposed strategy. In addition, a real vehicle experiment is designed to further more correctness of the conclusion. With the proposed controller and considering the steering model in the simulation, the control performance is improved and matches the actual situation better. The research results contribute to the development of automation of ADT. 展开更多
关键词 ARTICULATED DUMP truck(ADT) path tracking steering analysis linear quadratic regulator(lqr) genetic algorithm(GA) CONTROLLER
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基于遗传算法优化的LQR路径跟踪控制 被引量:3
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作者 王文博 赵书尚 +1 位作者 李阁强 李子璋 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期325-329,337,共6页
针对转向机器人路径跟踪问题,设计了基于遗传算法优化的线性二次型最优控制器(LQR)。首先建立车辆二自由度“自行车”动力学模型,得到车辆横向误差模型。然后构建横向误差目标函数,设计线性二次型最优状态调节器(LQR),得到控制车辆的前... 针对转向机器人路径跟踪问题,设计了基于遗传算法优化的线性二次型最优控制器(LQR)。首先建立车辆二自由度“自行车”动力学模型,得到车辆横向误差模型。然后构建横向误差目标函数,设计线性二次型最优状态调节器(LQR),得到控制车辆的前轮转角。进一步地,在控制环中加入前馈控制以消除稳态误差。在此基础上,采用遗传算法迭代优化权重矩阵Q、R来改进LQR控制器。经过Simulink与Carsim联合仿真表明,采用遗传算法优化后的LQR算法相较于未优化的LQR,横向误差减小了53%,并且大大节省了找寻最优权重矩阵的时间。 展开更多
关键词 横向运动控制 路径跟踪 遗传算法(GA) 线性二次型最优控制(lqr)
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基于麻雀算法优化的LQR农机横向跟踪控制方法 被引量:1
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作者 魏世博 吴翔 +2 位作者 王瞧 牛群峰 樊广晓 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第6期250-258,298,共10页
路径跟踪在智能农机中至关重要。针对线性二次型调节器(LQR)的系数矩阵Q和R选取困难易造成跟踪精度不佳问题,提出一种基于麻雀算法优化的LQR农机横向跟踪控制方法。首先,以拖拉机二自由度车辆动力学为基础,构建横向跟踪误差模型,并采用... 路径跟踪在智能农机中至关重要。针对线性二次型调节器(LQR)的系数矩阵Q和R选取困难易造成跟踪精度不佳问题,提出一种基于麻雀算法优化的LQR农机横向跟踪控制方法。首先,以拖拉机二自由度车辆动力学为基础,构建横向跟踪误差模型,并采用前馈补偿的方式抑制稳态误差。其次,设定横向误差阈值,一旦超过该误差阈值,将采用麻雀算法对权重系数进行优化调整,以提高路径跟踪精度。最后,运用CarSim—Simulink平台进行联合仿真,通过3种不同曲率的单弯道路径和多弯道正弦路径对农机横向跟踪控制器进行精度测试,并与传统LQR控制器、传统MPC控制器、粒子群优化LQR控制器进行试验对比。结果表明,传统LQR控制器和传统MPC控制器以及粒子群优化LQR控制器在4条路径下平均横向误差分别为0.0667 m、0.0749 m、0.0359 m,而具备麻雀优化功能的控制器平均横向误差最大为0.015 m,具有较好的跟踪效果。 展开更多
关键词 智能农机 横向跟踪 lqr 麻雀算法 自适应权重 粒子群优化
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LQR and LQG based optimal switching techniques for PSS and UPFC in power systems 被引量:1
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作者 L. YATHISHA S. PATILKULKARNI 《Control Theory and Technology》 EI CSCD 2018年第1期25-37,共13页
Selection of better optimized unified power flow controller (UPFC) control inputs along with simultaneous coordinated design of power system stabilizer (PSS) is a challenge in the present scenario of power systems... Selection of better optimized unified power flow controller (UPFC) control inputs along with simultaneous coordinated design of power system stabilizer (PSS) is a challenge in the present scenario of power systems. Hence, in this paper, four sets of experiments performed are presented. First set of experiments are without disturbance scenario where switching is done using linear quadratic regulators (LQR's). Second set is for power systems with disturbances using linear quadratic gaussian (LQG). Switching control algorithms presented here are tested on the single machine infinite bus (SMIB) linearised Phillips Heffron model of power system using MATLAB/SIMULINK~ platform. 展开更多
关键词 lqr LQG UPFC PSS power system SMIB
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Using Adaptive Gain Scheduling LQR Method Control of Arm Driven Inverted Pendulum System Based on PIC18F4431 被引量:1
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作者 Huu Chan Thanh Nguyen An-Wen Shen 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2013年第4期85-92,共8页
The arm driven inverted pendulum system is a highly nonlinear model, muhivariable and absolutely unstable dynamic system so it is very difficult to obtain exact mathematical model and balance the inverted pendulum wit... The arm driven inverted pendulum system is a highly nonlinear model, muhivariable and absolutely unstable dynamic system so it is very difficult to obtain exact mathematical model and balance the inverted pendulum with variable position of the ann. To solve this problem, this paper presents a mathematical model for arm driven inverted pendulum in mid-position configuration and an adaptive gain scheduling linear quadratic regulator control method for the stabilizing the inverted pendulum. The proposed controllers for arm driven inverted pendulum are simulated using MATLAB-SIMULINK and implemented on an experiment system using PIC 18F4431 mieroeontroller. The result of experiment system shows the control performance to be very good in a wide range stabilization of the arm position. 展开更多
关键词 Arm Driven Inverted Pendulum (ADIP) adaptive gain scheduling lqr control lqr control swing up pendlum
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基于LQR和PID联合控制的铰接车路径跟踪 被引量:2
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作者 郝俊 朱一峰 侯丽春 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第1期320-327,332,共9页
针对目前铰接车的路径跟踪控制器仍存在着许多问题,设计了一种结合PID和LQR的联合控制算法来实现铰接车的路径跟踪。首先,使用牛顿欧拉法建立了铰接车三自由度动力学模型,并根据运动学知识建立了运动学模型。然后,根据frenet坐标系推导... 针对目前铰接车的路径跟踪控制器仍存在着许多问题,设计了一种结合PID和LQR的联合控制算法来实现铰接车的路径跟踪。首先,使用牛顿欧拉法建立了铰接车三自由度动力学模型,并根据运动学知识建立了运动学模型。然后,根据frenet坐标系推导得到了运动学误差模型,以此模型为基础建立了前馈+反馈的离散LQR控制器,并使用拉格朗日乘子法对离散LQR问题进行了求解计算,同时设计了一种适用于离散路径的误差计算方法。最后,使用PID控制器来控制LQR求解得到的参考铰接角速度。通过Simulink平台对控制算法进行测试,结果表明:在正弦转向路径,圆形路径以及垂直转向路径下均有着不错的跟踪效果,证明了控制器的有效性。 展开更多
关键词 铰接车 路径跟踪 lqr控制器 PID控制器 拉格朗日乘子法
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Computing of LQR Technique for Nonlinear System Using Local Approximation 被引量:1
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作者 Aamir Shahzad Ali Altalbe 《Computer Systems Science & Engineering》 SCIE EI 2023年第7期853-871,共19页
The main idea behind the present research is to design a state-feedback controller for an underactuated nonlinear rotary inverted pendulum module by employing the linear quadratic regulator(LQR)technique using local a... The main idea behind the present research is to design a state-feedback controller for an underactuated nonlinear rotary inverted pendulum module by employing the linear quadratic regulator(LQR)technique using local approximation.The LQR is an excellent method for developing a controller for nonlinear systems.It provides optimal feedback to make the closed-loop system robust and stable,rejecting external disturbances.Model-based optimal controller for a nonlinear system such as a rotatory inverted pendulum has not been designed and implemented using Newton-Euler,Lagrange method,and local approximation.Therefore,implementing LQR to an underactuated nonlinear system was vital to design a stable controller.A mathematical model has been developed for the controller design by utilizing the Newton-Euler,Lagrange method.The nonlinear model has been linearized around an equilibrium point.Linear and nonlinear models have been compared to find the range in which linear and nonlinear models’behaviour is similar.MATLAB LQR function and system dynamics have been used to estimate the controller parameters.For the performance evaluation of the designed controller,Simulink has been used.Linear and nonlinear models have been simulated along with the designed controller.Simulations have been performed for the designed controller over the linear and nonlinear system under different conditions through varying system variables.The results show that the system is stable and robust enough to act against external disturbances.The controller maintains the rotary inverted pendulum in an upright position and rejects disruptions like falling under gravitational force or any external disturbance by adjusting the rotation of the horizontal link in both linear and nonlinear environments in a specific range.The controller has been practically designed and implemented.It is vivid from the results that the controller is robust enough to reject the disturbances in milliseconds and keeps the pendulum arm deflection angle to zero degrees. 展开更多
关键词 COMPUTING rotary inverted pendulum(RIP) modeling and simulation linear quadratic regulator(lqr) nonlinear system
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基于前馈LQR算法的机电式主动悬架控制研究 被引量:1
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作者 王凯正 林棻 +1 位作者 狄桓宇 钟国旗 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期53-59,共7页
机电式主动悬架系统实现车辆垂向性能调节时,由于机电系统的转动惯量属性,经典二自由度1/4车悬架模型无法描述该悬架系统的运动。此外,道路激励常被作为悬架状态空间的扰动项,由于道路激励无法准确估计,因此考虑道路激励的多维LQR控制... 机电式主动悬架系统实现车辆垂向性能调节时,由于机电系统的转动惯量属性,经典二自由度1/4车悬架模型无法描述该悬架系统的运动。此外,道路激励常被作为悬架状态空间的扰动项,由于道路激励无法准确估计,因此考虑道路激励的多维LQR控制率也无法直接构成。为解决上述问题,设计了一种全新的主动悬架前馈LQR控制方法(FF-LQR)。一方面基于三自由度1/4车悬架模型对LQR算法进行针对性设计,另一方面通过构建轮胎-车身运动模型,实现悬架动行程的实时反馈,并以此构建前馈控制率。仿真结果表明:与LQR算法相比,FF-LQR能够进一步降低车身垂向加速度的RMS值和轮胎动变形的RMS值,提高车辆舒适性。 展开更多
关键词 主动悬架系统 1/4车悬架模型 前馈控制 lqr算法
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