均匀设计优化的张量积分布补偿控制策略

本文主要探讨了基于均匀设计的张量积分布补偿控制系统的设计，针对现有张量积分布补偿控制方法在处理高维线性变参数系统（LPV系统）时计算负荷过大的问题，提出了一种创新的方法。传统的张量积分布补偿控制方法在变参数维数增加时，其计算复杂度会显著提升，限制了其在中高维LPV系统中的应用。为解决这一挑战，作者提出了基于均匀设计的新型控制策略。 均匀设计是一种统计学方法，用于在有限样本下构建试验设计，使得各个因素之间的交互效应得到均匀覆盖。在本文中，这种方法被用来生成LPV系统的离散张量，目的是使得离散的数据与变参数维数之间的相关性减弱。通过这种方法，可以减少控制算法的计算负荷，同时保持控制性能的稳定。 文章中提到了张量乘积模型转换，这是将多胞系统（多变量系统）转化为便于处理的形式，便于进行分布补偿控制。在多胞系统中，各个子系统通过张量积相互连接，形成一个整体的控制结构。通过张量积，可以将多个独立的控制问题组合成一个统一的问题，但也带来了计算复杂度的增加。 倒立摆是一个常用于控制理论研究的典型例子，因其对控制策略的敏感性和复杂性。在这个实验中，基于均匀设计的张量积分布补偿控制被应用到倒立摆系统上，以验证其在实际应用中的有效性。仿真结果证实，新方法能够在保持控制效果基本不变的情况下，显著降低控制算法的计算复杂度，这对于实现高效、实时的控制策略具有重要意义。 关键词涵盖的领域包括线性变参数系统，这是指系统参数随时间变化的动态系统，这类系统在航空、航天、机械等多个工程领域中有广泛应用。张量乘积模型转换是处理这类系统的关键技术，多胞系统则强调了系统内部的子系统互动。而均匀设计作为一个优化工具，对于降低控制算法的复杂度起到了关键作用。 这篇研究提供了在高维LPV系统中优化控制算法的新思路，通过引入均匀设计，不仅解决了计算负荷问题，也保持了良好的控制性能，为未来高维度复杂系统控制设计提供了新的途径。