含有控制时滞系统的输出反馈扰动抑制

研究在持续外界扰动作用下,具有控制时滞线性系统的动态输出反馈扰动抑制问题。首先利用模型转换将控制时滞系统转化为形式上无时滞的系统,通过求解Riccati方程和Sylvester方程,推导出前馈—反馈最优扰动抑制控制律。然后构造能同时预估状态和扰动的降维观测器,不仅解决前馈控制和状态反馈的物理不可实现问题,而且得到了近似于最优扰动抑制控制律的动态输出反馈扰动抑制控制器。仿真实例证明此控制律的有效性。     

考虑回水顶托影响的水位预报研究

将有回水顶托影响的河段视为多输入-单输出系统,把水位过程视为时间序列,用时间序列分析最优控制理论,建立了可考虑回水顶托影响的水位过程预报模型。提出了在棱柱形河道情况下,以时段水位涨差作变量时,模型中各参数应满足的物理性约束条件;较好地解决了长江荆江河段中受回水顶托影响的石首站的水位过程预报问题,为水位过程预报提供了一条不同于水文学途径和水力学途径的建模途径。     

AMD对非对称空间结构的抗震控制研究

以单层非对称（空间）结构为例，利用最优控制原理，探讨了最优控制力与受控结构反应随ＡＭＤ楼面安放位置和结构刚度分布的变化规律，讨论了该规律对输入地震波，权矩阵以及结构参数的敏感性，得到了一些有意义的结论，上述工作为研究多层非对称（空间）结构中ＡＭＤ楼面安放位置对控制效果的影响奠定了基础。     

GPS动力法定位的模型与估计问题

研究GPS在动力学环境下的网定位,对我国来说具有很大的吸引力。在GPS定位实践中,动力法及半动力法的轨道改进定位方式都具有广泛的应用,但前者概括了卫星定位中最一般的动力学问题。因此,本文归纳和建立了相应的动力法定位模型,包括轨道状态方程、地面测站的状态方程及观测方程。简要介绍了更能反映卫星定位问题统计和力学本质的最优滤波和最优控制的估计方法。最后给出了事后轨道估计的最佳平滑方程。     

Preliminary results on relationship between thermal diffusivity and porosity of sea ice in the Antarctic

The in situ sea-ice temperature, salinity and density observed from Chinese Antarctic Zhongshan Station have been applied to calculate the vertical profile of sea ice porosity. Based on numerical method, a number of schemes on sea-ice thermal diffusivity versus porosity have been accessed and one optimized scheme is identified by an optimal control model with an advanced distributing parameter system. For simplicity, the internal heating source item was neglected in the heat conduction equation during the identification procedure. In order to illustrate the applicability of this identified scheme, the vertical ice temperature profiles have been simulated and compared with measurements, respectively by using identified scheme and by classical thermodynamic formulae.The comparisons indicated that the scheme describing sea-ice thermal diffusivity and porosity is reasonable. In spite of a minor improvement of accuracy of results against in situ data, the identified scheme has a more physical meaning and could be used potentially in various applications.     

一类有数据包丢失的长时延网络控制系统的最优控制

研究一类具有数据包丢失的长时延网络控制系统的最优控制问题。首先建立控制器和执行器均采用时钟驱动的长时延网络控制系统的离散时间系统模型,提出1种基于维序策略的数据包丢失判别方法。然后在数据包的最大丢包率和最大连续丢包长度被限定的情况下,提出1种用于补偿丢失数据的估值补偿方法。该方法可以根据历史状态向量和控制向量信息估算出当前的控制量。利用该方法和动态规划算法,导出了离散二次型性能指标下的网络控制系统的最优控制序列,进而给出了最优控制律的实现算法。最后通过1个数值仿真算例,比较了不对丢失数据进行补偿和采用估值补偿2种方法对于系统性能的影响,从而验证了主要结果的有效性和正确性。     

山杏种植面积的动态规划

河南省鹤壁市一果园 ,由较高山、低山、丘陵和平地组成 ,拟用 60 .0 0 hm2 土地种植收益较高的山杏。经调查在已经种山杏的其它地区 ,四种地形净收益 (表 1 )后 ,我们采用最优控制理论中的动态规划法为其决策。表 1　不同地形不同面积 (hm2 )种植山杏的净收益　　　　　　　　　　　　万元6.671 3.33 2 0 .0 0 2 6.6733.33 4 0 .0 0 4 6.6753.33 60 .0 0平地 (g1(u) ) 8.2 1 3.1 37.543.560 .0 82 .585.686.0 95.0丘陵 (g2 (u) ) 4 .61 2 .539.562 .572 .1 79.681 .589.1 98.1低山 (g3(u) ) 3.1 6.1 35.1 39.1 39.648.1 63.678.981 .5较高山…     

被动及半主动摩擦阻尼器对合肥翡翠电视塔地震反应的控制

摩擦阻尼器是一种构造简单的耗能减振装置,已应用于国内外多座新建建筑的抗震设计和已建建筑的抗震加固．半主动磨擦阻尼器则通过调整阻尼器的起滑力来改善被动摩擦阻尼器的耗能减振性能。本文研究了被动及半主动摩擦阻尼器对于高耸塔架结构地震反应的减振效果。为满足摩擦阻尼器对高耸塔架结构风振控制的特殊需要,本文建立了合肥电视塔的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成控制力变换矩阵和计算摩擦阻尼器两端的相对位移的过程中综合地运用了这两种力学模型。在半主动摩擦阻尼器的控制策略方面,本文提出了一种基于次优控制理论的半主动控制策略．本文研究表明,摩擦阻尼器可以抑制高耸塔架结构的地震反应．而半主动摩擦阻尼辞的耗能减振效果明显优于被动摩擦阻尼器．     

地震拖缆的复模态振动主动控制

地震拖缆系统的振动是影响海上油气勘探数据采集效率的主要因素,为提高勘探作业效率,研究了地震拖缆系统的主动振动控制问题。地震拖缆系统的重阻尼特性使得实模态控制技术难以实施。在地震拖缆系统有限元模型的基础上,基于模态观测器,在独立复模态空间,通过选择合适的权重矩阵,对地震拖缆的低阶模态设计了稳定的最优控制规律。通过对带有四个水鸟的拖缆系统的主动控制仿真,证明基于复模态的地震拖缆最优控制策略,在最大程度上利用水鸟自带电池能量的基础上,有效地抑制拖缆系统的振动,既能减少悬挂式水鸟更换频率,又能提高数据采集的质量,进而提高勘探作业效率。     

基于序列最优控制算法的隔震曲线梁桥非线性振动控制研究

强震作用下隔震曲线梁桥会产生较大的弹塑性变形,需要采取一定的控制措施以保证其安全性。采用经典的Bouc-Wen模型,建立考虑上部结构偏心的隔震曲线梁桥的非线性动力方程,求解罕遇地震作用下结构的动力响应。针对隔震曲线梁桥罕遇地震作用下产生的较大弹塑性变形,建立隔震曲线梁桥的非线性振动控制方程,将该方程等效线性化后采用序列最优控制算法(SOC)和经典线性最优控制(COC)对桥梁进行振动控制研究。结果表明：在罕遇地震下,隔震曲线梁桥的下部结构与隔震层都已屈服进入塑性阶段,且有少量的残余位移产生;序列最优控制算法和经典线性最优控制都能有效地减小隔震曲线梁桥弹塑性状态下的平动位移与残余位移,并有效抑制曲线桥的扭转效应,其中序列最优控制算法较经典最优控制更能显著削减隔震曲线梁桥的峰值响应。