基于θ-D方法的欠驱动TORA系统非线性最优控制

针对TORA (Translational oscillator with rotating actuator)系统的镇定控制问题,提出一种基于θ-D方法的非线性最优控制方案.应用拉格朗日方程建立TORA系统的数学模型,为保证状态空间形式的TORA系统数学模型中状态向量系数矩阵A(x)能够分离出常值矩阵,且其能与控制位置矩阵构成可控对,采用不同于传统形式的解耦坐标变换对TORA系统进行了处理,以此为基础为TORA系统设计基于θ-D方法的非线性最优控制器,该控制方案可离线得到控制输入的显示表达式.通过数值仿真以及与基于局部线性化的线性最优控制方案进行比较,验证了所提非线性最优控制方案所具有的良好...

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Published in自动化学报 Vol. 46; no. 7; pp. 1401 - 1410
Main Authors 张宇, 李芦钰, 郭源博, 张晓华
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 大连理工大学电气工程学院 大连116024%大连理工大学土木工程学院 大连116024 01.07.2020
Subjects
最优控制
坐标变换
非线性控制
HJB方程
具有旋转激励的平移振荡器
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ISSN0254-4156
DOI10.16383/j.aas.c180032

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Summary:针对TORA (Translational oscillator with rotating actuator)系统的镇定控制问题,提出一种基于θ-D方法的非线性最优控制方案.应用拉格朗日方程建立TORA系统的数学模型,为保证状态空间形式的TORA系统数学模型中状态向量系数矩阵A(x)能够分离出常值矩阵,且其能与控制位置矩阵构成可控对,采用不同于传统形式的解耦坐标变换对TORA系统进行了处理,以此为基础为TORA系统设计基于θ-D方法的非线性最优控制器,该控制方案可离线得到控制输入的显示表达式.通过数值仿真以及与基于局部线性化的线性最优控制方案进行比较,验证了所提非线性最优控制方案所具有的良好瞬态性能.
ISSN:0254-4156
DOI:10.16383/j.aas.c180032