基于扰动和输入饱和限制的连续时间系统预见跟踪控制

1

作者 李丽 叶辉 《应用数学》 北大核心 2025年第1期224-232,共9页

本文研究一类带有外部干扰和输入饱和的连续时间系统的预见控制问题.为了能成功地构造出连续时间输入饱和系统的误差系统,与以往对系统方程求导不同,本文利用状态平移方法代替状态求导,使得输入饱和连续时间系统的误差系统的构造成为可... 本文研究一类带有外部干扰和输入饱和的连续时间系统的预见控制问题.为了能成功地构造出连续时间输入饱和系统的误差系统,与以往对系统方程求导不同,本文利用状态平移方法代替状态求导,使得输入饱和连续时间系统的误差系统的构造成为可能.这样原系统的预见饱和控制就转化为误差系统的标准饱和控制问题.另外,针对原系统的误差系统,分别引入状态反馈和静态输出反馈,并改写输入向量以便利用可预见信号的未来信息.利用Lyapunov函数及LMI技巧,导出了闭环系统渐近稳定的充分条件.最后仿真例子表明了本文结果的有效性. 展开更多

关键词 预见控制 连续时间系统 输入饱和 状态反馈 输出反馈 线性矩阵不等式

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连续时间系统的H_(∞)预见控制

2

作者 李丽 叶辉 孟晓华 《纯粹数学与应用数学》 2025年第3期547-561,共15页

本文给出了线性连续时间控制系统基于线性矩阵不等式的预见控制器设计方法.首先状态平移方法代替预见控制理论中经典求导方法来构造误差系统,将预见控制问题转化为误差系统的H_(∞)控制问题.然后针对误差系统,分别引入状态反馈和静态输... 本文给出了线性连续时间控制系统基于线性矩阵不等式的预见控制器设计方法.首先状态平移方法代替预见控制理论中经典求导方法来构造误差系统,将预见控制问题转化为误差系统的H_(∞)控制问题.然后针对误差系统,分别引入状态反馈和静态输出反馈两种情况,结合Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,分别给出闭环渐近稳定的充分条件及预见控制器的设计方法.最后,数值仿真表明本文结果的有效性. 展开更多

关键词 误差系统 H_(∞)预见控制 连续时间系统 状态反馈 输出反馈 线性矩阵不等式

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预瞄时间自适应的最优预瞄驾驶员模型 被引量：36

3

作者 李红志 李亮 +3 位作者 宋健 于良耀 吴凯辉 张小龙 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第20期106-111,共6页

驾驶员模型是汽车动力学仿真和控制算法开发中的重要环节。在极限工况下汽车动力学稳定性仿真与控制中,为模拟驾驶员在人-车-路复杂系统中对汽车的操纵特征,要求驾驶员模型能够在复杂道路与整车稳定性约束条件下完成驾驶操作,而不是单... 驾驶员模型是汽车动力学仿真和控制算法开发中的重要环节。在极限工况下汽车动力学稳定性仿真与控制中,为模拟驾驶员在人-车-路复杂系统中对汽车的操纵特征,要求驾驶员模型能够在复杂道路与整车稳定性约束条件下完成驾驶操作,而不是单纯的路径预瞄跟踪。在最优预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法。该算法根据不同的预瞄时间,预测将来一段时间内车辆运行情况,并根据所设计的优化函数,选取合适的预瞄时间使得车辆稳定通过测试路径。对所开发的驾驶员模型进行仿真测试,结果表明,预瞄时间自适应的最优预瞄驾驶员模型能够在复杂道路、极限工况、有边界约束条件下完成驾驶操作。 展开更多

关键词 驾驶员模型 最优预瞄 边界约束 预瞄时间自适应

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基于时间系数的单点预瞄驾驶员模型分析 被引量：10

4

作者 马芳武 佘烁 +3 位作者 吴量 王佳伟 史津竹 代凯 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期340-345,共6页

本文中建立了一种车辆新的单点预瞄驾驶员模型,分析了预瞄时间和误差反馈系数对跟踪效果的影响。提出稳态误差存在的根本原因是"纵向预瞄时间和侧向加速时间没有解耦"的假设。通过增设表征侧向加速时间与纵向预瞄时间之间关... 本文中建立了一种车辆新的单点预瞄驾驶员模型,分析了预瞄时间和误差反馈系数对跟踪效果的影响。提出稳态误差存在的根本原因是"纵向预瞄时间和侧向加速时间没有解耦"的假设。通过增设表征侧向加速时间与纵向预瞄时间之间关系的时间系数F,该模型在保证系统振动频率可调的前提下,可无差地跟踪给定的弧形弯道。 展开更多

关键词 驾驶员模型 单点预瞄 时间系数

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考虑时变输入时滞及频段约束的车辆主动悬架预瞄控制 被引量：20

5

作者 陈长征 王刚 于慎波 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第16期124-131,共8页

针对预瞄控制中存在的输入时滞现象,提出一种时滞相关的有限频域线性变参数控制器设计方法,用于解决存在输入时滞及时变速度的汽车主动悬架预瞄控制问题。在控制器设计中,应用Padé方法将控制方程扩维为含路面预瞄信息的状态空间形... 针对预瞄控制中存在的输入时滞现象,提出一种时滞相关的有限频域线性变参数控制器设计方法,用于解决存在输入时滞及时变速度的汽车主动悬架预瞄控制问题。在控制器设计中,应用Padé方法将控制方程扩维为含路面预瞄信息的状态空间形式。用有限顶点的多胞形结构处理速度的时变性。以线性不等式的形式给出了控制器设计准则。区别于传统的全频域时滞相关的H∞控制,以车身加速度的有限频域H∞范数为优化性能指标,使其在关心频段内取得最小的能量增益值,同时保证相关的时域约束条件。通过数值算例及试验表明,在存在输入时滞的情况下,该方法能取得比无预瞄控制保守性更小的结果,舒适性得到了显著的提高。 展开更多

关键词 汽车主动悬架 有限频域 H∞控制 轴前预瞄 时变时滞

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基于视觉特性的驾驶人预瞄时间建模 被引量：10

6

作者 郑雪莲 李显生 +3 位作者 任园园 邢大伟 严佳晖 赵起超 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期160-166,共7页

针对固定时长的预瞄时间无法真实反映驾驶人预瞄行为的问题,首先对自由流条件下的驾驶人视觉特性进行研究,得到直行路段驾驶人注视点多分布在车道中央、弯道路段驾驶人注视点多分布在内侧边缘线附近且视线近似与内侧边缘线相切的结论;... 针对固定时长的预瞄时间无法真实反映驾驶人预瞄行为的问题,首先对自由流条件下的驾驶人视觉特性进行研究,得到直行路段驾驶人注视点多分布在车道中央、弯道路段驾驶人注视点多分布在内侧边缘线附近且视线近似与内侧边缘线相切的结论;在此基础上,探究直行和弯道路段驾驶人预瞄时间的求解方法,并借助驾驶模拟器进行试验,获得了17位驾驶人的预瞄时间。由于预瞄时间的原始数据分布离散程度高,难以直观地体现其随道路线形的变化规律,因而对预瞄时间随道路线形的分布特征进行研究,利用分组求中位数的方法进行数据处理,最终构建预瞄时间关于道路线形的分段线性函数和非线性指数函数。最后,通过数值仿真研究不同类型的预瞄时间(固定时长的预瞄时间、分段线性函数预瞄时间及指数函数预瞄时间)对人-车-路闭环系统动力学特性的影响。研究结果表明:驾驶人预瞄特性会对车辆的轨迹跟随和车道保持绩效产生重要影响;在闭环系统中使用随道路线形变化的预瞄时间可以显著提高车辆的轨迹跟随绩效,确保车辆在指定车道内行驶;驾驶人对道路环境的感知具有自适应性,通过其视觉特性可准确感知环境变化,并据此调整决策目标及其操纵特性。 展开更多

关键词 交通工程 驾驶人预瞄时间 模拟驾驶试验 视觉特性 注视点分布 人-车-路闭环系统

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基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制 被引量：4

7

作者 孔慧芳 曹诚 张倩 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第9期1160-1165,1177,共7页

针对汽车在高速行驶过程中突然爆胎极易引发严重交通事故的问题,文章提出一种基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制方法。在单点预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法,通过预测未来一段时间内不同预瞄时间的车辆运行状况... 针对汽车在高速行驶过程中突然爆胎极易引发严重交通事故的问题,文章提出一种基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制方法。在单点预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法,通过预测未来一段时间内不同预瞄时间的车辆运行状况,将道路边界约束添加为约束条件设计优化函数,选取合适的预瞄时间,提高车辆的行驶稳定性;采用滑模控制理论设计主动转向控制器,根据爆胎前、后横摆角速度偏差对车辆前轮转角进行补偿,以解决爆胎导致的车辆横向偏航问题。在CarSim与Simulink联合仿真平台下进行的仿真验证结果表明,该文提出的控制方法可以使爆胎车辆基本保持在原路径上行驶,有效提高了车辆的稳定性和安全性。 展开更多

关键词 爆胎 预瞄时间自适应 滑模变结构 横向控制 前轮转角

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预见控制理论及其应用的研究综述 被引量：9

8

作者 徐玉洁 廖福成 +1 位作者 刘艳霞 张莉 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第9期1741-1750,共10页

预见控制是一种可以充分利用系统已知的未来信息的控制方法。它能够设计出具有信息补偿功能的控制器,从而有效减小系统的静态误差,提高系统的跟踪水平和响应速度。在未来信息可预见的领域,预见控制得到了越来越多的应用。从预见控制的... 预见控制是一种可以充分利用系统已知的未来信息的控制方法。它能够设计出具有信息补偿功能的控制器,从而有效减小系统的静态误差,提高系统的跟踪水平和响应速度。在未来信息可预见的领域,预见控制得到了越来越多的应用。从预见控制的提出背景和理论基础出发,以离散时间定常系统和连续时间定常系统的预见控制器设计为例说明了预见控制技术在系统中的实施过程。对预见控制理论及其应用的研究现状进行了系统的总结,阐述了预见控制理论及其应用在国内外的发展情况,并指出了预见控制理论目前存在的问题和今后的研究方向。 展开更多

关键词 最优控制 预见控制 离散时间系统 静态误差 积分器

原文传递

基于目标预见时间的最优预见控制算法 被引量：2

9

作者 李琳 谭跃刚 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第23期104-107,共4页

针对最优预见控制中预见时间的实时性问题,提出了一种基于哈密顿-雅可比函数生成理论的最优预见控制算法。其核心是利用目标信号,已知未来的目标信号和系统跟踪误差信号所构成的面积通过哈密顿函数来构造最优预见控制的性能指标,从而直... 针对最优预见控制中预见时间的实时性问题,提出了一种基于哈密顿-雅可比函数生成理论的最优预见控制算法。其核心是利用目标信号,已知未来的目标信号和系统跟踪误差信号所构成的面积通过哈密顿函数来构造最优预见控制的性能指标,从而直接引入系数可变的预见时间,以解决最优预见控制系统中预见时间与最优控制算法之间关系问题。 展开更多

关键词 哈密顿函数 变系数预见时间 已知未来信息 误差面积 最优预见控制

原文传递

驾驶员预瞄时间与公路弯道半径的耦合特征 被引量：1

10

作者 王宪彬 韩红 施树明 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期249-255,共7页

为了研究驾驶员预瞄时间与公路弯道半径耦合特征对汽车操纵稳定性的影响,建立了人-车-路系统动力学模型,通过基于实际道路数据的仿真试验,分析了驾驶员预瞄时间和弯道半径对汽车动力学特征和路径跟踪情况的影响,验证了模型的正确性.利... 为了研究驾驶员预瞄时间与公路弯道半径耦合特征对汽车操纵稳定性的影响,建立了人-车-路系统动力学模型,通过基于实际道路数据的仿真试验,分析了驾驶员预瞄时间和弯道半径对汽车动力学特征和路径跟踪情况的影响,验证了模型的正确性.利用相轨迹变化、轮胎侧向力、汽车行驶轨迹偏差、车身姿态变化、汽车状态变量(纵向速度、侧向速度、横摆角速度)参数,分析了驾驶员预瞄时间和公路弯道半径的耦合特征对汽车操纵稳定性的影响.结果表明:驾驶员预瞄时间与公路弯道半径存在显著的耦合特征,当汽车的纵向速度、道路横坡度相同时,随着驾驶员的预瞄时间缩短,汽车安全运行所需的弯道最小半径增大. 展开更多

关键词 驾驶员 预瞄时间 公路弯道半径 人-车-路系统动力学模型 汽车非线性动力学

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线性连续时滞系统最优预见重复控制 被引量：5

11

作者 兰永红 赵家玉 罗毅平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1542-1550,共9页

针对一类线性连续时滞系统,提出一种最优预见重复控制设计方法.首先,通过一种等价变换,将被控时滞系统转化为无时滞系统.然后,利用L阶差分算子提升技巧,获得包含状态变量导数和跟踪误差的增广连续系统.在此基础上,通过定义一种新的性能... 针对一类线性连续时滞系统,提出一种最优预见重复控制设计方法.首先,通过一种等价变换,将被控时滞系统转化为无时滞系统.然后,利用L阶差分算子提升技巧,获得包含状态变量导数和跟踪误差的增广连续系统.在此基础上,通过定义一种新的性能指标,将预见重复控制设计问题转化为连续非自治系统的线性二次调节问题.进一步,基于最优控制理论,得到包含状态反馈、误差积分、重复控制、时滞补偿和预见补偿的最优预见重复控制器.该控制器包含了已有文献的多种控制器形式.最后,通过一个数值仿真实例,说明所提方法的有效性. 展开更多

关键词 预见控制 重复控制 时滞系统 最优控制

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考虑控制时滞的车辆主动悬架随机预瞄控制 被引量：24

12

作者 宋刚 许长城 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1-7,共7页

采用随机预瞄控制策略对存在控制时滞的车辆主动悬架系统进行了研究。路面不平度被看作过滤白噪声随机过程,通过安装在车辆前部的预瞄传感器来量测车轮前方一定距离的路面变化信息。在控制器设计中,采用包含车身加速度、悬架动行程、轮... 采用随机预瞄控制策略对存在控制时滞的车辆主动悬架系统进行了研究。路面不平度被看作过滤白噪声随机过程,通过安装在车辆前部的预瞄传感器来量测车轮前方一定距离的路面变化信息。在控制器设计中,采用包含车身加速度、悬架动行程、轮胎动位移和控制力加权的连续形式性能指标,假定只有部分状态变量可以量测,而且量测噪声不能忽略。通过将连续形式的状态方程和性能指标进行离散化,并对状态向量和量测向量进行增维,这种考虑控制时滞的基于输出反馈的随机最优预瞄控制问题可以转换为不显含时滞和预瞄时间的标准LQG控制问题。数值仿真结果表明,对存在时滞的车辆悬架系统进行预瞄控制器设计时,时滞量应该得到重视,尤其是在时滞量较大时。如用不考虑时滞时所设计的控制器对存在时滞的车辆悬架系统进行控制,悬架系统可能发生不稳定现象,而且预瞄时间的增长还可能导致控制效果的恶化。 展开更多

关键词 车辆主动悬架 路面激励 过滤白噪声 时滞控制 预瞄控制

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基于控制系统直接方法的非线性系统预见控制器设计 被引量：11

13

作者 廖福成 任祯琴 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期1679-1684,共6页

针对一类非线性离散时间系统给出最优预见控制器设计方法.首先运用非线性控制系统直接控制方法的思想,将非线性反馈部分作为形式输入,使得系统成为"形式上"的线性系统;然后,针对该线性系统,利用最优预见控制的基本方法设计最... 针对一类非线性离散时间系统给出最优预见控制器设计方法.首先运用非线性控制系统直接控制方法的思想,将非线性反馈部分作为形式输入,使得系统成为"形式上"的线性系统;然后,针对该线性系统,利用最优预见控制的基本方法设计最优预见控制器;最后,利用形式输入与实际输入的关系得到非线性离散时间系统的最优预见控制器.证明了如果形式线性系统满足一定的可镇定和可检测条件,则闭环系统是渐近稳定的.数值仿真结果表明了控制器的有效性. 展开更多

关键词 非线性系统 离散时间系统 最优控制 预见控制

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驾驶员前视行为特性的动态变化规律 被引量：2

14

作者 高菲 李向瑜 +1 位作者 段立飞 王兵 《天津汽车》 2010年第2期30-33,共4页

为了准确描述驾驶员前视预瞄行为随车速及道路曲率动态变化的特性,文章开展了在不同道路曲率和车速下的驾驶员前视距离实车场地试验测试,建立了车速—道路曲率—驾驶员前视时间的关系曲线,并将其应用于人—车—路闭环仿真中,进一步提高... 为了准确描述驾驶员前视预瞄行为随车速及道路曲率动态变化的特性,文章开展了在不同道路曲率和车速下的驾驶员前视距离实车场地试验测试,建立了车速—道路曲率—驾驶员前视时间的关系曲线,并将其应用于人—车—路闭环仿真中,进一步提高了驾驶员方向控制模型与真实驾驶员操纵行为的一致性。 展开更多

关键词 驾驶员 预瞄时间 车速 道路曲率 方向控制

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多重采样离散时间系统的最优预见伺服控制器设计 被引量：10

15

作者 廖福成 刘贺平 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期542-547,共6页

研究了具有多重采样特点的离散时间控制系统,对这类系统给出了一种最优预见控制器的设计方法.首先利用离散时间系统提升技术,把多重采样离散时间系统转化成单一采样的扩大系统.然后利用构造扩大误差系统的方法引入积分器.再对扩大误差... 研究了具有多重采样特点的离散时间控制系统,对这类系统给出了一种最优预见控制器的设计方法.首先利用离散时间系统提升技术,把多重采样离散时间系统转化成单一采样的扩大系统.然后利用构造扩大误差系统的方法引入积分器.再对扩大误差系统应用通常的线性二次型最优预见伺服系统设计方法设计控制器,从而得到原系统的多重采样最优预见控制器. 展开更多

关键词 伺服系统 预见控制 采样控制 离散提升技术 代数RICCATI方程

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线性连续时间时滞系统的有限时间有界跟踪控制 被引量：7

16

作者 廖福成 吴莹雪 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期2095-2104,共10页

研究一类线性连续时间时滞系统的有限时间有界跟踪控制问题.首先,采用预见控制理论中求导的方法构造带有时滞的误差系统,把误差信号的信息包含在误差系统的状态向量中,再将其作为误差系统的输出向量;其次,通过为误差系统设计一个有记忆... 研究一类线性连续时间时滞系统的有限时间有界跟踪控制问题.首先,采用预见控制理论中求导的方法构造带有时滞的误差系统,把误差信号的信息包含在误差系统的状态向量中,再将其作为误差系统的输出向量;其次,通过为误差系统设计一个有记忆的状态反馈控制器,把问题转化为研究带有时滞的误差系统的闭环系统输入-输出有限时间稳定问题;再次,借鉴输入-输出有限时间稳定的研究方法和线性矩阵不等式的方法,通过构造Lyapunov-Krasovskii函数,给出由一组线性矩阵不等式表征的控制器增益矩阵的设计方法,由此得到原系统的一个有限时间有界跟踪控制器;最后,通过一个数值实例验证所设计的控制器的有效性和优越性. 展开更多

关键词 连续时间时滞系统 误差系统 预见控制 输入-输出有限时间稳定 跟踪控制 线性矩阵不等式

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可控前置时间的连续盘点联合库存策略研究 被引量：1

17

作者 陈铓 龚存宇 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第31期244-248,共5页

鉴于控制前置时间对精益生产系统的重要性,在考虑买方与卖方合作的同时,扩展Goyal生产批量交货的假设,假设需求服从正态分布,以订购数量、运送次数与前置时间为决策变量,建立前置时间可控制的联合库存模型以确定适当的库存水平,使得库... 鉴于控制前置时间对精益生产系统的重要性,在考虑买方与卖方合作的同时,扩展Goyal生产批量交货的假设,假设需求服从正态分布,以订购数量、运送次数与前置时间为决策变量,建立前置时间可控制的联合库存模型以确定适当的库存水平,使得库存总成本最小化,且可以通过协商在买卖双方之间进行节省成本的分配。进行了数值范例,并将联合库存模型与Banerjee模型、Goyal模型进行了比较。 展开更多

关键词 前置时间 联合库存 连续盘点

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一类线性离散时间系统的预见控制器设计 被引量：1

18

作者 李丽 孟晓华 《应用数学》 CSCD 北大核心 2022年第4期745-755,共11页

本文研究一类离散时间系统的预见控制器设计问题.首先,引入两个新的辅助变量,将跟踪问题转化为扩大误差系统的调节问题.然后针对所导出的扩大误差系统,结合Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出状态反馈和静态输出反馈预见控制器的设计方法... 本文研究一类离散时间系统的预见控制器设计问题.首先,引入两个新的辅助变量,将跟踪问题转化为扩大误差系统的调节问题.然后针对所导出的扩大误差系统,结合Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出状态反馈和静态输出反馈预见控制器的设计方法.在考虑输出反馈时,通过改写输出方程充分利用了可预见的目标值信号.控制器的增益矩阵由求解一个LMI确定.最后,数值仿真表明了本文结果的有效性. 展开更多

关键词 扩大误差系统 预见控制 离散时间系统 状态反馈 输出反馈

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基于DirectShow技术船用钢板图像采集设计与实现 被引量：1

19

作者 王直 汤芳利 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第2期160-165,共6页

基于DirectShow技术,在Windows平台下构建测量船用钢板三维尺寸的图像采集系统,为大尺寸物件的测量提供了一种信息采集方案.首先分析了DirectShow技术基本体系,接着介绍了该系统的应用环境整体布局以及采集系统总体设计方案,其次通过对... 基于DirectShow技术,在Windows平台下构建测量船用钢板三维尺寸的图像采集系统,为大尺寸物件的测量提供了一种信息采集方案.首先分析了DirectShow技术基本体系,接着介绍了该系统的应用环境整体布局以及采集系统总体设计方案,其次通过对常见的视频采集卡进行分析,给出了针对USB摄像头,基于MFC框架的图像采集系统实现过程,包括设备Filter的构建,Filter Graph结构设计,开发了本系统所用到的抓图Filter,实现对应用环境画面的实时监控和采集,通过实验表明设计方案的可行性和正确性. 展开更多

关键词 实时预览 图像采集

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不确定线性离散时滞系统的保性能预见重复控制 被引量：5

20

作者 兰永红 贺锦霖 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期529-538,共10页

针对一类不确定线性离散时滞系统,提出一种保性能预见重复控制器的设计方法。通过在前向通道中引入重复控制器来提高系统的跟踪精度,利用L阶差分算子构造包含预见信息但不含时滞的增广误差系统,将保性能预见重复控制器的设计问题转化为... 针对一类不确定线性离散时滞系统,提出一种保性能预见重复控制器的设计方法。通过在前向通道中引入重复控制器来提高系统的跟踪精度,利用L阶差分算子构造包含预见信息但不含时滞的增广误差系统,将保性能预见重复控制器的设计问题转化为输出反馈调节问题。运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,得到保证闭环系统渐近稳定的充分条件。用数值仿真来说明目标值预见补偿对不确定离散时滞系统的控制效果。 展开更多

关键词 离散时滞系统 预见控制 重复控制 保性能 线性矩阵不等式

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