质子交换膜燃料电池电堆温度的非线性控制

基于质子交换膜燃料电池电堆的能量守恒，建立了在大范围的负载扰动下电池电堆温度的非线性模型。利用状态反馈线性化的输出对干扰基本解耦的新方法进行模型线性化，再依据最优控制理论设计了保证电堆温度恒定的非线性控制器。通过实验和仿真结果表明该控制器能够获得较好的控制效果。     

PEMFC水管理模型及控制

根据质子交换膜燃料电池两侧的极化反应、电渗过程、浓度差现象,运用Simulink仿真工具,建立燃料电池水含量与输出电压关系的仿真模型,仿真结果与实际数据相符,证明了模型的有效性.将该模型按扰动输入进行分段线性化后,取得适合每段模型的PID参数,设计从扰动输入到PID参数的模糊控制器,仿真结果显示控制器对电堆电流及温度产生的扰动具有较好的抑制效果,保证了电堆输出功率的稳定性和快速性,对指导电堆水管理有一定意义.     

质子交换膜燃料电池建模与稳态分析

对质子交换膜燃料电池（PEMFC）电堆进行电输出特性研究，有助于改善燃料电池的设计，提高其性能。通过所建立的电堆参数模型，就能够研究主要运行参变量对电堆输出性能和电堆非线性内阻产生的影响。仿真和测试结果表明此参数模型是可操作和有效的，并可方便的用于PEMFC控制方法研究。     

基于RBFNN的DMFC温度建模与神经模糊控制研究

为了提高燃料电池的发电性能，直接甲醇燃料电池（DMFC）堆的运行温度应该控制在一个合适的范围内。简单介绍了利用RBF神经网络基于实验的输入输出数据建立DMFC电堆温度模型的方法，避开了电堆的内部复杂性；在控制过程中，将训练好的网络模型作为DMFC控制系统的参考模型，采用一种改进的模糊遗传算法（FGA）在残对神经模糊控制器的参数进行自适应调整。采用最近邻聚类算法小（NNCA）对控制器的模糊规则库进行更新。在仿真实验中，将所提出的算法与非线性PID和传统模糊算法进行比较，结果表明所设计的神经模糊控制器具有较好的性能。     

质子交换膜燃料电池温度的MPC控制

根据PEMFC热量传递机理建立电堆温度的simulink模型,由于实验模型属于非线性模型,很难对其设计控制器,因此在工作点附近将系统线性展开得到其线性模型.针对线性模型设计MPC控制器,调整得到合理参数后,利用此MPC控制器调节电堆温度模型的控制输入,得到对电堆温度的理想控制效果.     

加入预测信息的反馈误差学习模型及其仿真研究

针对非线性平衡控制问题，提出了一种加入预测信息的反馈误差学习（P-FEL）模型，该模型使用系统状态预测信息和反馈控制器的输出信号共同构成前馈神经网络控制器的教师信号，使用在线BP算法保证运动控制和运动学习同步进行。将P-FEL模型应用于倒立摆平衡控制的仿真实验结果表明，P-FEL模型可以有效地减少前馈神经网络控制器对反馈控制器参数的依赖性，同时还具有良好的平衡控制性能和鲁棒性。     

误差积分对磁悬浮系统稳定性的影响

状态反馈控制是磁悬浮控制系统中的一种常见控制方法,在采用这种控制方法时,需要引入误差积分以消除稳态误差。分析了误差积分对系统性能的影响,得出了误差积分会减小控制参数稳定区域的结论;指出了误差积分的引入会引起系统特征根的突变,继而引起系统动态特性产生突变的结论,为避免系统性能突变并保证系统的稳定性,求出了特定情况下积分误差反馈系数的范围;最后仿真结果对上述结论进行了验证。     

基于速度线性化的变体飞行器鲁棒LPV控制

针对大包线下变体飞行器在翼型快速变化过程中的姿态控制问题,提出了一种基于速度线性化的鲁棒线性变参数(linear parameter varying, LPV)控制方法。所提方法将状态量的微分增广至状态方程,得到系统任意状态下的线性化模型,解除了传统小扰动线性化方法要求系统处于平衡点邻域的限制。建立了具有凸多胞形式的变体飞行器LPV模型,给出了参数依赖鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件,依据顶点控制器和变参数进行凸插值得到鲁棒LPV控制器。仿真结果表明,设计的控制器在飞行器快速变形和参数大范围快速变化的情况下仍具有良好的控制性能和鲁棒性。     

基于深度强化学习的Boost变换器控制策略

针对Boost变换器母线电压稳定控制存在模型不确定性和非线性的问题，提出了一种基于无模型深度强化学习的智能控制策略。结合强化学习DDQN(double DQN)算法与DDPG算法设计了Boost变换器控制器，包括了状态、动作空间、奖励函数以及神经网络的设计以提高控制器动态性能；基于ModelicaGym库开发工具包reinforment learning modelica(RLM)实现了Boost变换器模型与强化学习智能体的联合仿真。通过与双环PI控制器的对比仿真表明：强化学习控制器在三种工况下的母线电压稳定控制结果具有更好的动态性能。     

质子交换膜燃料电池动态响应建模与仿真研究

为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的输出响应,利用Matlab-Simulink仿真工具对PEMFC进行系统动态模型建立.通过使用燃料电池测试系统,在不同的运行条件下对PEMFC的暂态电响应进行测量和分析.实验数据与仿真结果吻合较好,表明该模型是有效和可操作的,有助于改善PEMFC的设计,提高其性能.     

时变时滞不确定组合系统的可靠保性能鲁棒控制

针对一类孤立子系统中状态、控制输入及互联项均含有时变时滞的不确定组合系统,采用增益故障模型,提出了考虑执行器故障的可靠保性能控制问题。该执行器故障模型概括了执行器正常、执行器部分退化和执行器完全失效三种情况,系统的性能函数是带有故障输入项的积分二次函数。利用Lyapunov方法及线性矩阵不等式(LMI)方法,得到系统存在可靠保性能控制器的充分条件和控制器的设计方法,并给出了系统的可保性能表达式。最后,通过一个数值例子验证了所得结果的正确性。     

电动车用永磁同步电机的双模糊控制研究

介绍了电动车用永磁同步电机的数学模型,并利用Matlab/Simulink建立了仿真模型。由于常规的直接转矩控制采用滞环比较器,其宽度调节有限,容易产生转矩脉动和逆变器开关频率过高,与此同时常规的速度PI调节器的比例积分参数恒定,以致速度跟踪精度不高,设计了模糊直接转矩控制器和模糊速度PI控制器。仿真结果证明:该双模糊控制器能自动调节开关频率,在响应速度,超调方面均优于常规控制器,为今后进一步的控制研究和设计打下基础。     

燃料电池空气供应系统建模与动态仿真的研究

采用"控制体"的方法建立燃料电池堆空气供应系统的供应管腔、阴极和回流管腔模型,并采用神经网络方法对风机特性测试数据进行拟合,建立风机转速、出口压力和风量的关系模型。运用Simulink仿真工具建立仿真模型,研究风机转速和回流管腔系数对氧气供应的影响,并对电堆电流阶跃变化对氧气供应的影响进行仿真。仿真结果和实验测试数据相符,表明所建模型是有效的,可以指导电堆阴极结构的设计和空气供应系统控制方法的研究。     

线性时滞系统的记忆与无记忆复合H∞状态反馈控制

对于存在状态时滞的线性时滞系统,研究了无记忆与带记忆的复合\H∞状态反馈控制器的设计问题,通过解相应的线性矩阵不等式求得满足设计要求的状态反馈控制器,得到了很好的控制效果.最后给出一个数字仿真实例说明所得结论的有效性.     

线性时滞系统的记忆与无记忆复合$H^{\infty}$状态反馈控制

对于存在状态时滞的线性时滞系统 ,研究了无记忆与带记忆的复合 $H^{\infty}$ 状态反馈控制器的设计问题 ,通过解相应的线性矩阵不等式求得满足设计要求的状态反馈控制器 ,得到了很好的控制效果 .最后给出一个数字仿真实例说明所得结论的有效性 .     

具有任意有界丢包的网络控制系统的预测控制

针对离散时间线性系统,研究了从传感器到控制器、从控制器到执行器都存在任意有界数据丢包时的网络控制系统的镇定问题。通过建立包含丢包所有可能性的扩展状态空间模型,将具有数据丢包的网络控制系统的镇定问题转化为同时镇定一系列模型的鲁棒控制问题。采用公共Lyapunov方法论证闭环系统的稳定性。通过将无穷时域控制作用参数化为一个自由控制作用加一个状态反馈控制律,提出了一种新的网络预测控制器设计方法。仿真实例说明了新方法的有效性。     

不完全驱动船舶航迹控制输入输出线性化设计

针对船舶航迹保持控制系统模型中存在的非线性 ,建立了不完全驱动水面船舶直线航迹控制系统的非线性数学模型 ;基于输入输出线性化技术 ,采用重定义输出变量思想 ,提出了一种状态反馈控制律。该控制律克服了转首角速度不能为零及重定义输出变量中组成元素的收敛性不能保证的局限 ,使得偏航船舶能够渐近镇定于直线参考航迹 ,并以实习船为例 ,利用MatlabSimulink工具箱进行了计算机仿真研究 ,并对所提出的控制器进行了验证。结果表明 ,所提出的控制器具有比较理想的控制效果和良好的瞬态性能。     

增益调度积分型切换项滑模控制器设计

针对一类不确定离散系统,提出了一种增益调度积分型滑模控制器,并分析其鲁棒H_∞性能。首先,通过状态扩维,得到含有输出误差积分项的离散模型,并利用理想滑模运动性质得出滑模等效控制律,利用输出误差积分项设计增益调度滑模补偿控制律。然后,将滑模闭环控制系统等效为切换系统,基于切换系统相关理论推导了滑模控制参数与闭环控制系统的二次稳定性、鲁棒H_∞性能指标的关系。最后,通过对不确定项和非线性项的处理得到线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI),再求解该不等式,得出满足控制性能要求的滑模控制参数。仿真实验中分析了控制算法的暂态性能和扰动抑制能力,证明了该方法的有效性。     

六自由度飞行器编队建模与控制

传统主从式编队常采用线性化反馈控制,很难满足复杂高精度空间飞行器编队要求。针对主从式飞行器相对平动和相对转动运动进行建模,进而得到统一的六自由度飞行器编从的非线性动力学模型。基于所得模型,设计了六自由度飞行器编队控制的滑模控制器和积分反推控制器,并给出基于Lyapunov的严格数学证明。仿真结果表明,控制器能够保证从飞行器六自由度运动跟踪误差的一致渐近收敛,为空间飞行器在轨服务等飞行器编队实际应用提供了理论参考。