基于貓群優(yōu)化算法的線性二次型最優(yōu)控制器研究.pdf

1、線性二次型最優(yōu)控制求解方便，得益于計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，已經(jīng)成為最優(yōu)控制理論的最重要組成部分。自上世紀(jì)50年代被提出，得到了極大發(fā)展并取得了豐碩的成果。特別是基于狀態(tài)反饋的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，用二次型的觀點(diǎn)解決非線性系統(tǒng)、時滯線性系統(tǒng)、帶干擾的線性系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的部分問題也取得了一定的成果。但是在實(shí)際工程中，大部分系統(tǒng)的狀態(tài)變量往往是不易測量獲取的，想要使用狀態(tài)變量作為反饋，必須依賴狀態(tài)估計(jì)或重構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，會大大增加系統(tǒng)的控制成本。
　

2、　線性二次型問題的數(shù)學(xué)求解，依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，控制過程中一旦發(fā)生模型失配，控制性能將大大下降。對于復(fù)雜的難以建立準(zhǔn)確模型的系統(tǒng)，需要用系統(tǒng)辨識理論首先確定系統(tǒng)的近似模型，這也會不可避免的造成偏差。另外，加權(quán)矩陣Q和R的選擇也會影響控制性能。
　　在對線性二次型問題的分析中，可以看到狀態(tài)調(diào)節(jié)器問題只考慮狀態(tài)量與控制量的代價，輸出調(diào)節(jié)器問題和最優(yōu)跟蹤問題只考慮輸出量與控制量的代價，對此本文對線性二次型問題性能指標(biāo)加以改進(jìn)，提出結(jié)合

3、輸出調(diào)節(jié)的線性二次型最優(yōu)控制，使線性二次型問題達(dá)到控制量、狀態(tài)量和輸出量在理論上的綜合最優(yōu)。另外針對上述不足，本文引入一種校正思想，使用對系統(tǒng)模型依賴程度較弱的PID控制作為外環(huán)補(bǔ)償控制，以削弱對系統(tǒng)模型的依賴，即使發(fā)生模型失配也能取得較好的控制性能。對于控制系統(tǒng)中的待定參數(shù)，采用群智能算法優(yōu)化的方法。本文在貓群優(yōu)化算法原理的基礎(chǔ)上，針對其缺點(diǎn)和不足，引入一個變異算子和自適應(yīng)隨機(jī)慣性權(quán)重，得到優(yōu)化性能更好的改進(jìn)貓群優(yōu)化算法。結(jié)合這幾點(diǎn)，