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舰船操纵最优数字状态反馈控制系统研究

舰船操纵最优数字状态反馈控制系统研究曾连荪,陈剑夫(华东船舶工业学院综合技术研究所江苏镇江212003)摘要:本文首先研究了数字状态观测器理论.探讨了采用微型计算机构造数字状态观测器的算法及其软、硬件实现技术.最后借助于数字状态观测器.对舰船运动状态进行模拟实时在线观测.实现了舰船操纵最优数字状态反馈控制.关键词:船舶操纵;微型计算机;计算机应用;最优控制;状态观测器中国法分类号:TP273众所周知,舰船运动的操纵性能是衡量舰船战术性能的一个重要指标。操纵性能的好坏不仅直接影响舰船的速度和安全性,并与节能有密切的关系。传统的舰船操纵PID控制受到超调量与过渡过程这一对矛盾的影响,采用自适应控制又因舰船航行海况复杂,其控制的鲁棒性能难满足[‘-‘]。本文研究了数字状态观测器理论及其微型计算机实现算法和软、硬件,还研究了采用数字状态变量对舰船操纵最优反馈控制的性能。1数字状态观测器理论及其微型计算机实现1.1数字状态观测器原理[‘·...  (本文共7页) 阅读全文>>

《自动化与仪表》1950年40期
自动化与仪表

自适应状态观测器及其应用

自适应状态观测器及其应用张志君,董文葆对多输入输出系统自适应状态观测器进行了研究,并将其应用到常压精馏装置上进行干点的在线实时估计,仿真结果令人满意。关键词:自适应,状态观测器,多变量系统,精馏AnSelf-AdaptationStateObserverandApplication¥ZhangZhijun;DongWenbaoAbstract:Wehavestudiedtheself-adaptationstateobserverofmultipleinput/outputsystemandappliedittonormalatmosphererecticationdevicetocompletetheon-tinerealtuineestimationitsemulationresultissatisified.Keywords:self-adaptationstateobservermultiplevarietysystem...  (本文共6页) 阅读全文>>

《计算机工程与应用》2017年05期
计算机工程与应用

全维状态观测器的演化设计

1引言在控制系统中,并不是所有的状态变量在物理上都可测或者说不易测得,这使得不可能来实际获得系统的全部状态变量,从而使状态反馈的物理实现成为不可能。状态反馈在性能上的不可替代性和在物理上的不能实现性形成了尖锐的矛盾。状态重构问题正是在这种背景下提出的一个同时具有理论意义和应用价值的研究课题[1-4]。文献[5]通过实例介绍了一种用MATLAB设计状态观测器的方法,并且用SIMULINK对设计的状态观测器进行数字仿真。但是其前提是需要提供极点配置信息。文献[6]讨论了一类离散时滞控制系统函数观测器的新型设计方法。主要通过给出Sylvester(西尔维斯特)方程的解,通过给出的系统渐进稳定性判据,得到函数观测器改进的设计方法。但是该方法对于较为复杂的离散时滞广义系统却不一定实用。文献[7]设计的分数阶状态观测器解决了分数阶受控系统的状态重构问题,为那些状态变量不能直接观测到的分数阶系统实现状态反馈创造了条件。文献[8]讨论了奇异系统...  (本文共7页) 阅读全文>>

《电脑知识与技术》2011年22期
电脑知识与技术

基于全维状态观测器的视频球体跟踪

视频运动目标检测与跟踪,是指对视场内的运动目标进行实时的观测,并在此基础上分析被观测对象的行为。运动目标检测与跟踪的研究对象是视频序列或图像序列。这种技术的研究主要涉及到运动目标的检测与提取,运动目标跟踪,运动目标识别,运动目标行为分析和理解等诸多内容。运动目标视频跟踪,始于视频目标的检测,然后通过一定的算法,达到视频跟踪的效果。近些年来,随着智能监控系统在实际中的广泛应用,运动目标检测与跟踪技术得到了快速发展。运动目标视频跟踪,在视频监控、军事制导、医疗诊断、人机交互、以及基于视频的运动分析和合成等许多方面有着广泛的应用前景[1]。目前运动目标跟踪的算法很多,经典算法有卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法和MeanShift算法。本文构造一种全维状态观测器以实现在动态无噪声基础上对运动单目标的跟踪。实验表明,全维状态观测器能很好地实现运动目标的跟踪,是一种可供选择的视频跟踪方法。1总体方案设计本文总体设计思想:给定一段包含运动球体目标...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国科技信息》2008年09期
中国科技信息

基于自适应状态观测器实现一类混沌系统同步

1.引言对于两个完全相同的混沌系统,即使初始状态相差甚微,随着时间的推移也很快演变成完全不同的状态,所以对混沌系统的控制用传统的方法难以实现。自上世纪九十年代C.Grebog等人提出OGY控制法以及Pecora和Carroll提出在不同初始状态的两个同结构混沌系统的同步方法以来,该领域的研究得到了广泛的关注。近年来,观测器方法的混沌同步研究取得了一些重要的成果,但大都集中在参数确定混沌系统。本文给出了对一类具有未知参数的混沌系统进行自适应观测器同步设计的方法,这种混沌系统的非线性项为单状态变量函数。2.自适应状态观测器设计方法研究如下形式的混沌系统:(1)其中,x∈R n为系统状态变量,A∈Rn×n,B∈Rn,C∈Rn,:Rn→R,g:Rn→R,θ为未知参数向量。许多混沌系统可以用这种模型表示,例如Coullet混沌系统、Arneodo混沌系统、蔡氏电路模型混沌系统等,因而对此类模型进行的自适应状态观测器同步设计具有一定的研究意...  (本文共2页) 阅读全文>>

《控制与决策》1960年40期
控制与决策

状态观测器的约束与聚集

状态观测器的约束与聚集陈雪波,王成玖(鞍山钢铁学院自控系,114002)摘要提出线性时变离散随机系统状态观测器的包含问题。根据系统状态、输入和输出的包合,研究并给出一般情况下状态观测器及其性能指标包含的约束与聚集两类特殊条件,讨论了Kalman滤波形式最优估计器的收缩条件。关键词状态观测器,包含,约束,聚集,最优估计器1引言包含原理“·’‘是简化复杂大系统分析与设计的方法之一。在具有重叠结构的关联大系统中,应用包含原理可把原系统扩展,得到重叠部分分解的扩展空间,并由包含条件将扩展空间中所设计的分散观测和控制器收缩回原系统。另一方面,当考虑系统的模型降阶时,利用包含条件收缩原系统,在收缩空间中设计的降阶观测和控制器或扩展回或直接作用于原系统。Ikeda等在考虑状态聚集的对偶条件——状态约束后,提出了系统状态的包含原理’‘j;随后又扩充到系统的输入和输出的包含’‘’。陈雪波和Stankovic研究了系统状态、输入和输出的不同包含形式...  (本文共5页) 阅读全文>>