为获得更舒适的换挡品质,针对搭载有两挡双离合变速器(DCT)的电动汽车,对其换挡过程中两组离合器目标转矩进行协调控制。以冲击度与比滑摩功作为评价指标,并以冲击度与滑摩功为二次型目标泛函,采用线性二次型最优控制(LQR)方法确定换挡过程转矩相的离合器目标转矩。采用遗传算法(GA)的全局搜索能力对LQR中的加权矩阵进行最优选取,得到换挡品质更优的离合器目标转矩。最后,对当前采用定斜率计算确定的离合器目标转矩与采用所提方法确定的离合器目标转矩进行对比,结果表明,后者在换挡过程中所用的时间较少,产生的冲击度和比滑摩功都有所减小,有效提升了两挡DCT的换挡品质。

为改善液压机械传动装置(Hydro-Mechanical Transmission,HMT)模式切换品质,提出了一种基于LQR的HMT模式切换品质分阶段优化方法。建立了HMT模式切换过程动力学模型,综合考虑冲击度和滑摩功指标,在转矩切换阶段,运用线性二次型最优控制(Linear Quadratic Regulator,LQR)理论,求解离合器传递转矩最优变化率,并通过控制离合器传递转矩对最优轨迹进行跟踪;调速阶段,在满足冲击度要求下,控制离合器主、从动盘快速同步。仿真与试验结果表明,采用分阶段优化方法时,冲击度降低了24.9%,滑摩功减小了30.3%,模式切换品质得到有效提高。研究结果可为液压机械传动装置的实际工程应用提供一定的理论参考。

主动磁悬浮轴承(AMB)是利用电磁线圈将电能转化成电磁能为转轴提供支撑的机械装置。在当代工业制造领域,相较于传统轴承,主动磁悬浮轴承因为拥有无机械摩擦损耗、使用转速极高、功耗小、噪声低等优点,经常用于对转速、精度、使用环境有特殊要求的场合。针对此提出一种基于遗传算法优化的LQR控制方式,能够利用最优控制的快速响应、超调量小的优点实现轴承的迅速悬浮定位,同时使用遗传算法针对最优控制的Q和R参数进行优化。遗传算法通过模拟生物进化的过程搜索最优解的计算模型,根据系统输出量的误差设定遗传算法的适应度,得到目标函数的近似最优解,最后将优化后的参数代入模型,在MATLAB平台实现仿真运行。

以车辆液压能量再生系统为研究对象以二次元件（液压马达工况）跟随车辆传动主轴转速为控制目标建立了电液控制系统状态数学模型。针对引入线性二次型最优控制（LQR）理论前后的电液控制系统进行了数字仿真与分析。仿真结果表明：能量再生控制系统引入LQR理论后响应过程的过渡阶段振荡与超调量获得较大幅度抑制与衰减具有更优的响应特性;此外控制系统响应性能的优劣与加权矩阵Q、R参数取值有密切关系。