重叠结构分解与互联系统的控制性能

研究基于包含原理的大系统重叠结构分解方法对系统控制性能的影响.以两区域互联电力系统为例,在不同的重叠分解方法下,利用鲁棒镇定的LMI算法,对系统进行了控制仿真.研究表明,不同的重叠结构分解方法,使系统具有不同的动态性能和鲁棒性能,并且动态性能的鲁棒性能不可兼得,因此,在进行系统设计时应该折衷考虑.     

基于μ综合的热轧动态设定型AGC鲁棒控制

通过对热轧动态设定型AGC控制系统模型进行理论分析,针对工程实际提出了一种基于μ综合的鲁棒控制方法.当系统中存在轧机刚度摄动时,热轧动态设定型AGC控制仍能实现期望的控制性能.通过引入表征系统性能的虚拟块,应用主环定理将动态设定型AGC系统在模型摄动下设计满足性能要求的控制器问题转换为广义系统的鲁棒稳定性问题,实现了系统鲁棒性能.它克服了使用H∞方法解决该问题的鲁棒性能缺点,其设计目标真实反映控制目标,方法更加有效.依据现场数据的仿真实验表明,基于μ综合的鲁棒控制方法比H∞方法具有更好的鲁棒性能.     

二次调节伺服加载试验台控制系统鲁棒特性分析

针对二次调节伺服加载转速控制系统,建立了数学模型,依此利用MATLAB软件对该系统进行了PID控制和动态鲁棒补偿控制的仿真分析,通过对两种控制方法仿真结果的比较,可看出动态鲁棒补偿控制较PID控制系统鲁棒性更强,系统的控制性能更高.     

带有HGO的非线性鲁棒控制器及其参数整定

为克服分散鲁棒控制器设计中输出量各阶导数可测要求的限制,设计了带有高增益观测器的非线性鲁棒控制器.该方法不依赖于对象模型,通过积分环节对系统不可测部分和扰动进行估测,并予以补偿,提高系统的性能鲁棒性和动态性能;减少了控制器的可调参数,提高了实用性.选取典型的单变量非线性系统,基于Monte-Carlo随机试验,采用时间乘误差绝对值积分(ITAE)值作为性能指标,研究控制器参数对系统性能影响,并总结出该控制器的参数整定规则.     

非线性模糊直接鲁棒自适应控制的后推设计

采用模糊直接控制方法,针对一类非线性多入多出系统,提出了一种带有连续鲁棒项的鲁棒自适应控制方法.在此基础给出了高阶多入多出系统的鲁棒自适应的后推设计方法.在鲁棒项合理简化的情况下,给出了系统Lyapunov意义下的稳定性证明,简略分析了各设计参数的物理意义及其对系统性能的影响.理论分析和仿真实验均显示,本方法可以使系统全局渐近稳定,且选取恰当的设计参数可保证系统对输入信号的跟踪达到任意精度;并且由于鲁棒项的引入可使系统的设计更具灵活性.     

广义大系统的分散鲁棒镇定

针对不确定关联广义大系统的分散鲁棒镇定问题,根据广义系统在正则、无脉冲(消除脉冲模式)意义下的一种受限等价的矩阵束分解,对系统进行再次降阶,并利用线性矩阵不等式理论,分别给出不确定广义系统的鲁棒镇定、不确定关联广义大系统分散鲁棒镇定的充分条件,以及对应的状态反馈控制器的设计方法.同时也揭示了动态模式与静态模式在克服不确定性、抗干扰及消除关联项的影响等能力上的差异.     

基于LMI的4WS-4WD车辆H_∞鲁棒控制器设计

基于线性矩阵不等式(LMI)设计了H_∞鲁棒最优控制器以及H_∞鲁棒非脆弱控制器.通过两自由度(2-DOF)车辆模型推导并建立H_∞鲁棒控制系统,此外,定义系统摄动并对摄动矩阵进行分解,进而利用线性矩阵不等式求解控制器.仿真结果表明,H_∞鲁棒最优控制器对侧偏角及横摆角速度的控制效果显著优于LQR控制器.同时,在控制器存在摄动及对侧偏角及横摆角速度进行控制的情况下,H_∞鲁棒非脆弱控制器的鲁棒性能显著优于普通鲁棒H_∞控制器.因此,H_∞鲁棒最优控制器解决了普通鲁棒H_∞控制器控制性能差的问题,H_∞鲁棒非脆弱控制器则解决了普通H_∞鲁棒控制器对参数变化敏感的问题.     

潜器全方位推进器主轴转速H~∞鲁棒控制

为有效对潜器全方位推进器主轴调速系统进行控制,基于永磁同步电机状态空间模型,针对全方位推进器主轴控制系统的参数摄动和负载转矩波动,设计了状态反馈鲁棒控制器.对潜器推进电机矢量控制的仿真结果表明,该方法能够有效抑制参数摄动和负载转矩波动对系统动态性能的影响,满足潜器推进的性能要求.     

互联混沌电力系统的自适应backstepping滑模鲁棒控制

针对受外在周期性负荷扰动和电磁扰动以及内部参数不确定的简单二机互联混沌电力系统模型,将backstepping法、自适应控制和滑模控制三者结合,设计了动态反馈鲁棒控制器,使闭环动态误差系统渐近稳定,并对所设计的鲁棒控制器的性能做了评估,同时对系统不确定参数进行实时动态辨识,得到参数自适应更新律,在设计过程中,不需要对原系统进行任何线性化处理,因此,完整保留了系统的非线性特性.数值仿真结果表明,所设计的控制器对参数不确定性和外在干扰具有很强的鲁棒性.     

具有降阶模型的多模型鲁棒自适应控制

针对传统鲁棒自适应控制器暂态性能差的缺点,提出了多模型鲁棒自适应控制方法.对于包含未建模动态的自适应控制系统,首先采用正则化技术把系统未建模动态转化为系统有界扰动,并利用系统低阶模型设计多模型鲁棒自适应控制器,最后证明了系统BIBO稳定以及跟踪误差有界.仿真实验说明所提出的方法能获得较好的控制效果.     

汽车组队距离与速度偏差系统的仿真研究

研究汽车组队速度和距离偏差系统的前向行驶扰动的仿真问题 .汽车组队速度与距离偏差系统的线性随机模型可由具有重叠互联、两两汽车组成的子系统模型构成 .利用系统包含原理的约束和集结条件 ,使系统的重叠结构分解 ,根据系统分散次优LQG控制算法 ,对车组速度和距离偏差系统进行的仿真研究表明 ,次优控制在适当选择重叠结构分解的动态平衡因子和性能指标加权阵时 ,可代替系统的最优控制     

汽车组队距离与速度偏差系统的仿真研究

研究汽车组队速度和距离偏差系统的前向行驶扰动的仿真问题.汽车组队速度与距离偏差系统的线性随机模型可由具有重叠互联、两两汽车组成的子系统模型构成.利用系统包含原理的约束和集结条件,使系统的重叠结构分解,根据系统分散次优LQG控制算法,对车组速度和距离偏差系统进行的仿真研究表明,次优控制在适当选择重叠结构分解的动态平衡因子和性能指标加权阵时,可代替系统的最优控制.     

一类多滞后非线性关联控制系统的结构与关联鲁棒镇定

建立了一类多组多滞后区间系数时变非线性控制系统的结构概念，采用李雅普诺夫函数鲁棒镇定的等价法，给出了具有扰动结构参数的多组多滞后区间系数时变非线性关联控制系统的结构与关联鲁棒镇定，同时给出了扰动参数与滞后非线性项界线的估计公式。     

基于信号补偿的鲁棒控制方法

对于具有多种类型不确定性的系统 ,研究实现不同类型鲁棒控制性能的鲁棒控制系统设计问题 ,提出基于信号补偿的鲁棒控制方法。该方法与现有的基于系统传递特性或输入输出特性的方法不同 ,它将系统所具有的不确定性对闭环系统控制性能的影响视为等价干扰的影响 ,在对标称受控对象设计的标称控制器的基础上加入一鲁棒补偿器 ,产生鲁棒补偿信号 ,抵消或抑制等价干扰的影响 ,实现鲁棒控制。该方法设计的鲁棒控制器结构意义明确 ,参数易于在线整定     

两区域重叠互联电力系统分散LQ最优控制方法的改进

利用系统包含原理的约束类条件和LQ最优控制算法，对两区域重叠互联电力系统提出了以两个单区域子系统为基础的分散控制，并基于稳定度设计策略及遗传算法对该方法加以改进．以两区域重叠互联电力系统19阶线性状态空间模型的负荷频率控制为例，给出了用该方法的设计仿真结果．     

复杂电力系统鲁棒性协调控制研究

针对现有的电力系统鲁棒控制策略中存在的不足,提出了将关联测量控制理论与鲁棒控制相结合的控制策略,即先建立复杂电力系统中各子系统数学模型,再视各控制器的关联量为扰动项来设计鲁棒控制器,该控制器不仅能显著改善电力系统的小干扰稳定性,而且还无需采集远方测量信号,装置复杂度低.最后,通过对8机36节点测试算例的建模与仿真计算,证明投入该鲁棒励磁控制器,与传统分散协调控制器相比,对运行方式的变化有满意的鲁棒性.     

多区域重叠互联电力系统的结构分析

根据多区域重叠互联电力系统的分散AGC(自动发电控制)要求,给出各区域互联电力系统的状态空间数学描述,分析互联项对子系统控制的影响,提出两两区域互联电力系统分散AGC控制方法、     

互联电力系统的特殊结构分解

研究多个区域特殊重叠互联电力系统的拓扑结构，给出重叠互联电力系统网型、链型、环型和层型结构的两两区域子系统的分散方法，使得自动发电控制AGC(Automatie Generation Control)具有分散的自主控制．说明重叠结构分解因子可按照区域子系统之间的额定荷比来选择，因此可提高系统AGC对负荷频率和交换功率波动的分散控制质量，达到电力系统AGC经济运行的目的.     

车辆编队系统的分布式控制

基于关联系统模型研究智能车辆编队的分布式控制. 通过引入空间变量和空间移动算子,将车辆编队系统建模成多维的空间关联系统. 基于线性矩阵不等式的方法设计了与被控对象有着相同关联结构的分布式输出反馈H∞控制器,确保整个编队系统的适定性、稳定性及对外界干扰的鲁棒性. 在Matlab环境下编程验证控制器的性能,并通过3台移动机器人的模拟车辆编队仿真实验,说明模型的正确性和方法的有效性.     

一类多组多滞后区间系数关联控制系统的结构与关联鲁棒镇定

建立了多组多滞后区间常系数线性关联控制系统的结构概念，采用刘永清教授建立的鲁棒镇定等价方法，给出了具有扰动结构参数的多组多滞后区间常系数关联控制系统的结构与关联鲁棒镇定。同时给出了鲁棒镇定的扰动参数与滞后界限的估计公式。