一类推广的奇异型随机控制问题

现研究的一类奇异型随机最优控制模型最初由S．E．Shreve和J．P．Lehoczky提出，该模型相应的控制费用函数比较简单，使其应用受到了限制，本文的主要工作是对原问题的费用函数进行扩展，使其归结到一类更广泛的函数上去，从而拓宽了其应用；并且将得出的结论引入存储问题，得到储量与需求间平衡的最佳效益模型的最优控制策略。     

切换混杂系统的优化控制

针对一类切换混杂系统模型对其进行最优化控制.首先给出了混杂系统模型,按照极大值原理给出了最优控制问题应满足的的必要条件,运用极大值原理算法对其进行优化控制研究,实现该混杂系统的全局最优,得出结论,证明了优化策略的有效性.     

基于键合图理论的主动悬架LQG控制

基于键合图理论建立了四自由度1／2车辆主动悬架的振动模型并推导出状态方程，以车身垂直振动、纵向角振动及控制总能量最小为目标函数，采用随机线性二次型高斯(LQG)控制，得到了主动悬架的最优控制增益和Kalman滤波增益．进行对照仿真，结果表明采用LOG控制策略的主动悬架可以有效改善行驶车辆的平顺性．     

一类“跳一停”奇异型随机控制

对一类带停时的奇异型随机控制问题进行了研究，在某些条件下，“跳-停”策略是其最优控制策略，给出“跳-停”策略存在的条件并且给出了其控制方法，所得的结论在实际中有较深的应用背景。     

高速铁路弓网系统振动主动控制研究

以变刚度时变系统的弓网模型为研究对象，采用最优控制策略，对弓网间接触力振动进行主动控制，仿真结果表明，控制效果较好。     

考虑借贷过程的比例再保险最优控制模型

在一类带分红过程比例再保险模型的基础上，把借贷过程这一因素考虑进去，构造了一新的包括分红过程和借贷过程的比例再保险模型，利用随机分析中的最优控制理论，通过数学分析，针对不同的参数得出了不同情形下最优控制策略及相应的最大回报函数。     

多元比值系统最优控制的提法与建模方法

本文在状态空间描述意义下讨论多元比值系统最优控制问题的提法，文中在阐述多元比值系统最优控制问题的基础上，建立了规范结构最优控制模型，并对建模方法作了讨论。     

一种时滞不确定系统的强稳定鲁棒H∞控制器设计

尝试对一类在状态和控制输入中同时具有不确定性的时滞系统，给出中稳定的鲁棒控制器，所讨论的系统的不确定性是时变的，且满足范数有界条件，设计目的是使所讨论系统强稳定且满足从干扰输入到空制输出的H∞范数界约束。     

基于离散数据的非线性抛物型方程反问题

考虑了一类利用离散数据进行线性插值作为终端观测值重构二阶非线性抛物型方程系数的反问题,它在自然科学和工程技术的很多领域都有重要应用.基于最优控制理论框架,先将原问题转化为一个非线性最优控制问题,并导出了最优解所满足的变分不等式.在插值步长趋于零时,利用正问题所满足的一些先验估计结果和变分不等式,证明了极小元的收敛性.     

一种基于卡尔曼滤波器的单级倒立摆的LQR方法

倒立摆的控制因其系统动态模型是非最小相位系统而很难用经典控制算法得到较好的控制效果.提出利用最优控制LQR方法来完成控制.由于利用最优控制,系统状态必须全部已知.考虑到系统噪声和量测噪声,根据分离性原理,利用LQR方法设计控制律,利用卡尔曼状态估计来完成系统状态的重构.仿真结果显示该方法具有良好的控制效果.     

网联车辆编队的鲁棒模型预测控制方法

为研究一类带有结构不确定干扰的网联车辆编队控制问题,考虑结构扰动服从盒式不确定集约束情况,提出一种基于鲁棒对等变换的模型预测编队控制方法。首先,基于车辆运动学状态方程,对传统车辆编队控制模型进行描述;其次,在状态方程中引入仿射结构不确定矩阵,构建最小最大化范式下的网联车辆编队控制模型;然后,在盒式不确定集下,基于鲁棒对等理论将该模型转化为计算上易于处理的上图优化模型;最后,采用序列二次规划算法获得最优编队控制方案,并通过仿真实验将该控制方案与传统车辆编队控制方案进行对比,以此验证模型的有效性。 结果表明：本文提出的最优编队控制方法能够抵御编队系统结构不确定干扰,在实现稳定编队目标的同时保障车辆的编队安全性。     

基于动态规划算法的增程式电动汽车能量管理策略优化

提出了一种动态规划改进算法, 根据约束条件确定未来可达状态序列, 通过计算离散状态点间的转移代价, 在保证求解精度的同时, 降低了离线优化计算量; 利用改进动态规划算法设计了增程式电动汽车能量管理策略, 根据能量管理优化问题特点, 建立了动力系统模型和适用于全局优化求解的系统状态方程, 并确定了以动力电池荷电状态为系统状态量和增程器发电功率为系统控制量; 在迭代计算过程中, 将发动机燃油费用和动力电池电能费用之和作为目标函数, 构建了基于北京主干道不同行驶里程仿真工况, 得到了驱动电机需求功率最优分配结果; 提取了增程器启停状态与动力电池荷电状态和驱动电机需求功率二者之间的控制规则, 利用最小二乘法对增程器功率分流比与驱动电机需求功率的分布规律进行拟合, 建立了基于优化规则的能量管理策略。仿真结果表明: 对于行驶里程为100km的仿真工况, 动态规划改进算法计算时间为7 239s, 与经典动态规划算法相比计算效率提高了78.2%;基于优化规则的能量管理策略能够获得类似动态规划改进算法的控制效果, 2种控制策略的动力电池荷电状态误差小于2.5%;相比实车电能消耗-电能维持型控制策略, 基于优化规则的控制策略能够使整车经济性提高5.4%, 使燃油经济性提高7.9%。      

Impact arresting process mechanical modeling and sliding model buffer control based on magneto-rheological fluid

The research on the form and control method of impact load arresting buffer has been an active topic in the field of buffer arresting system (BAS). It becomes significant on reducing the weight of arresting system, improving the hindered efficiency, and guaranteeing the security of BAS. The hydraulic hindered device of impact load is currently used in BAS. There are some problems. For example, the system needs large power sources. However, once the power of active hydraulic control system is turned off, there arise unpredictable security risks. An arresting form of semi-active control based on magneto-rheological damper (MRD) is proposed, and the mechanical model of the BAS is established. Meanwhile, the state equation of impact load BAS is established according to the characteristics of impact load buffer arresting, and its sliding model buffer control is achieved. Due to the chattering characteristic of the output signal of sliding mode controller, the method to prevent chattering is designed based on short-term energy and zero-crossing rate detection. For the model and chattering suppression of sliding model buffer control algorithms, simulation results show that the proposed state equation and the arresting model are reasonable, and the design of semi-active control algorithm is effective. On the condition of the buffer control system requirement and the accuracy, the proposed algorithms effectively control the chattering of sliding mode control algorithms, and improve the security of the BAS.     

三自由度疲劳振动台的设计及固有频率分析

为模拟高速列车传动系统的多轴随机振动环境,建立了一种能对传动系统沉浮、侧滚、横摆三自由度振动模拟的三自由度牵引传动系统疲劳振动台模型．通过对系统进行运动学分析,利用三维振动台的位姿关系及振动台各分支刚度构造了刚度矩阵和质量矩阵,建立了振动台系统的无阻尼动力学方程,据此研究了系统不同姿态下的固有频率,该计算模型也可以用于其他类型的并联结构固有频率计算,计算结果表明：文中设计的振动台能够满足试验要求．     

城市快速路分层分布式优化控制方法研究

针对城市快速路控制系统对实时道路交通状况不能及时、有效地响应问题,利用时变的交通状态估计与OD矩阵预测信息,基于智能交通控制及分层分布式思想,提出一个新颖的城市快速路匝道控制方法. 采用基于多项式趋势模型的滤波方法对路段总的交通需求进行估计与预测,提前确定道路将来排队长度的上界;对快速路网未来的交通状态进行预测,基于全局最优的思想,提前为路网中各个匝道建立协调约束,为匝道调节率的制定提供依据. 仿真结果表明,分层分布式的快速路控制系统通过协调各个匝道之间的利益,能够有效缓解高峰出行时的拥堵现象,对实现城市快速路网整体性能优化具有现实意义.     

基于精细积分的结构主动最优控制算法

为了提高结构控制算法的计算精度,基于动力系统精细算法及结构主动控制原理,对结构瞬时优化闭环及开闭环控制算法进行了改进.与结构控制方程传统的解法不同,改进算法无需求解动力状态矩阵的特征向量及其特征值,从而能提高结构瞬时优化控制精度.作为算例,用此算法对结构进行了控制仿真.结果表明,改进算法是收敛的,对时间步长不敏感,而且精度易于控制.     

Stochastic optimal control for first-passage failure of nonlinear oscillators with multi-degrees-of-freedom

To enhance the reliability of the stochastically excited structure,it is significant to study the problem of stochastic optimal control for minimizing first-passage failure.Combining the stochastic averaging method with dynamical programming principle,we study the optimal control for minimizing first-passage failure of multidegrees-of-freedom（MDoF）nonlinear oscillators under Gaussian white noise excitations.The equations of motion of the controlled system are reduced to time homogenous difusion processes by stochastic averaging.The optimal control law is determined by the dynamical programming equations and the control constraint.The backward Kolmogorov（BK）equation and the Pontryagin equation are established to obtain the conditional reliability function and mean first-passage time（MFPT）of the optimally controlled system,respectively.An example has shown that the proposed control strategy can increase the reliability and MFPT of the original system,and the mathematical treatment is also facilitated.     

锈蚀RC梁抗弯承载力计算方法研究

工程中钢筋混凝土梁纵向受力钢筋锈蚀情况复杂,梁上作用荷载形式多变. 为获取锈蚀RC （reinforced concrete）梁的抗弯承载能力,以锈蚀钢筋混凝土简支梁为研究对象,将锈蚀RC梁视为由混凝土和锈蚀底部纵筋组成的存在粘结-滑移的组合梁,依据混凝土与锈蚀钢筋之间的变形协调条件,给出了以挠度表达的锈蚀RC简支梁平衡微分方程;将平衡微分方程的齐次解作为单元形函数,推导出了锈蚀钢筋混凝土梁的单元刚度矩阵、等效节点荷载列阵以及每一荷载步锈蚀梁的内力计算公式;建立了能准确反应简支梁上荷载作用形式以及钢筋锈蚀状况的锈蚀RC梁抗弯承载力计算模型;最后通过17根锈蚀RC简支梁的试验数据对建议计算方法进行验证. 验证结果表明,抗弯承载力试验值与计算值之比的平均值为1.06,方差为0.012,二者吻合良好,该计算方法准确.      

Optimal posture searching algorithm on mobile welding robot

An independently developed mobile welding robot system is introduced. Kinematics model is the base of robot planning. With the Denavit-Hartenberg method, robot kinematics equation can be gotten. The robot welding torch inclination angle consists of the working and moving angles. According to the kinematics model, both the two angles and torch position can be calculated. Under special moving angle, a two-step algorithm is used to obtain the optimal manipnlator posture. The calculation result shows that the Mgorithm has high precision.     

F(z)上线性有源网络状态方程的分析

如果线性有源网络的每一条支路上的物理量都视为独立变量，那么网络成了这些参量的有理函数域F（z）上的网络．文中讨论了F（z）上线性有源网络状态方程存在的条件，推导出状态方程表达式．并用VC与MATLAB语言设计了专门的电网络分析软件，可将所需要分析的电网络通过图形输入及编辑、电路拓扑结构分析和矩阵代数运算，即可得到要求的状态方程。