一类最小方差自校正调节器的仿真研究

本文对一般的最小方差自校正调节器和广义最小方差调节器跟踪设定值的情况进行了数字仿真。通过引入积分补偿和对设定值进行平滑等措施,明显地改进了原广义最小方差自校正调节器的性能。约束控制方差的自校正控制算法,兼有最小方差自校正调节器和广义最小方差自校正调节器两者的优点。文中给出的仿真结果,对工业过程的实时控制有一定的参考价值。     

模型预测控制器的广义最小方差性能评价

基于滚动时域最小方差性能评价方法和广义最小方差控制原理,提出了可处理约束问题的滚动时域广义最小方差性能评价方法。该性能评价方法既可考虑过程变量的硬约束,同时相对于滚动时域最小方差性能评价方法,又可考虑操纵变量的软约束。基于Wood-Berry精馏塔模型的仿真实例证明了该性能评价方法较滚动时域最小方差性能评价方法具有更高的实际意义,并验证了这种性能评价方法的有效性。     

基于方差分解的一类非线性串级控制系统性能评估

最小方差下限代表在输出方差方面控制系统所能达到的最优性能。对于一类存在过程非线性的串级控制系统,传统的线性系统评估方法会造成最小方差下限估计值过大。首先证明一类表示为面向块模型的非线性串级控制系统最小方差下限的存在,其仅与若干主、副回路扰动项有关;然后通过系统输入输出数据建立多项式模型近似描述非线性串级控制系统,利用方差分解公式,采用蒙特卡罗方法进行统计模拟实验,估计这些扰动项对输出总方差的贡献量,进而确定最小方差下限估计值;最后通过与线性评估方法的比较,表明了该方法估计此类串级控制系统性能的有效性和正确性。     

最小方差预测模型和预测控制预测模型的分析研究

比较研究了最小方差预测模型和广义预测控制预测模型。分析了两种预测模型的本质区别。指出了包含未来控制输入的多步预测模型是预测控制优良性能的一个重要基础。用MAT-LAB语言仿真了基于上述两种预测模型的最小方差控制算法和广义预测控制算法。     

基于最小方差控制的惯导系统稳定回路性能评估

稳定回路是平台罗经及惯导系统的重要组成部分,其状态随工作时间的积累而逐渐改变。为了解决稳定回路缺乏有效在线监测手段的问题,采用基于最小方差控制的性能评估方法用于对稳定回路性能进行评估。以方位稳定回路为例,运用Diopphantine恒等式和FCOR(filtering correlation)算法,给出了稳定回路性能指标的计算方法。结果表明,该方法定义的性能指标显著下降时,稳定回路可能存在故障。同时,用自相关系数图法监测稳定回路是否振荡以及计算稳定回路的幅值和相角裕度的变化等方法,证明了该方法的有效性。     

基于广义最小方差基准的系统控制器设计

由控制系统性能评估中一种重要的评估方法———广义最小方差(GMV)引出基于GMV基准的系统控制器设计理论。该方法综合了系统误差信号与控制信号,既考虑了系统回路输出与参考信号的吻合程度,又考虑了控制作用的平稳性。误差权与控制权的合理设置是降低系统跟踪误差和确保系统稳定性的关键,文中详细阐述了两权的设置方法。通过仿真实例,依次有效验证了该方法在单回路系统、传统串级系统和并行串级系统中的运用,并与传统的PID控制律作了对比分析,验证了本文方法的优越性。     

并条机自调匀整广义预测控制的研究

通过分析并条机自调匀整系统被控对象的特点，提出用广义预测控制理论设计控制器，以提高匀整的效果。通过对广义预测控制器和广义最小方差控制器的对比仿真，证明了广义预测控制优于广义最小方差控制，对并条机对象的特点有针对性，符合自调匀整系统的要求。     

微型航空发动机推力矢量系统建模与控制

以微型航空发动机推力矢量系统为对象,对先进战机缩比验证机的推力矢量系统进行了建模与控制研究。对推力矢量系统建模,采用了机理模型结合试验数据的方法,引入了气动偏角与推力损失系数,对机理模型进行了修正。控制律设计采用改进后的广义最小方差方法,在保证响应速度的同时,相比传统广义最小方差方法降低了对控制参数的敏感性。最后在全工况区间对修正后的推力矢量系统进行了控制律的仿真验证,结果表明:所建立的基于改进广义最小方差控制律在经过修正的推力矢量系统模型上,具有良好的控制效果。     

基于改进用户自定义指标的离散控制系统性能评估

针对传统用户自定义指标在评估离散系统性能时没有考虑内部结构的不足,提出了基于改进用户自定义指标的评估方法。该方法将传统用户自定义基准中的开环时滞和干扰分别替换为部分闭环回路中的有效时滞和干扰,使用丢番图分解用户自定义函数的最小方差响应,进而求得性能指标。同时采用右对角线关联矩阵取代单位关联矩阵,简化了求解性能指标的复杂度。仿真结果证明,该方法计算量小,对有无内部干扰的离散系统均可准确评估。     

基于改进用户自定义指标的离散控制系统性能评估

针对传统用户自定义指标在评估离散系统性能时没有考虑内部结构的不足,提出了基于改进用户自定义指标的评估方法。该方法将传统用户自定义基准中的开环时滞和干扰分别替换为部分闭环回路中的有效时滞和干扰,使用丢番图分解用户自定义函数的最小方差响应,进而求得性能指标。同时采用右对角线关联矩阵取代单位关联矩阵,简化了求解性能指标的复杂度。仿真结果证明,该方法计算量小,对有无内部干扰的离散系统均可准确评估。     

基于最小方差控制的闭环辨识信号设计

讨论了系统辨识实验信号的设计方法．从实际控制器和理想控制器间误差的角度出发，评价系统性能指标为系统在实际和在理想控制器控制下输出误差的平方均值最小．当输入信号或输出信号能量有限时，分别推导出辨识输入信号功率谱密度．当控制策略为最小方差控制时，给出信号功率谱的具体表达式．结论对在最小方差控制下的闭环辨识信号设计有指导作用．     

数字式电力系统稳定器（DPSS）

本文提出了一种数字式电力系统稳定器（DPSS）及其设计方法。利用参数辨识思想对单机无穷大电力系统进行离线辨识来获得其数学模型，在辨识模型的基础上按广义最小方差控制原理设计控制系统。通过信息的组合反馈，本控制系统具有自动电压调节及抑制低频振荡的双重功能。为避免出现静态偏差，采用离散广义最小方差控制与连续积分控制相结合的方式，收到良好效果。本控制系统结构简单，实现方便，不失为一种保证电力系统稳定及运行质量的有效措施。     

采用分解离散模型的负荷频率控制

本文采用分解离散模型来设计多区域互联电力系统负荷频率分散控制系统。将联络线交换功率考虑为可测扰动,成功地实现了多区域的分解。以广义最小方差控制原理为基础导出了扩展控制规律。采用离散模型,有效地减少了需测变量数,简化了控制装置。文中给出了实例及仿真结果。     

火电厂锅炉给水系统性能评价

推导了前馈-反馈控制系统性能评价的理论过程,将此评价方法应用到火电厂锅炉给水控制系统中,并对评价结果进行了分析.分析结果表明：前馈控制器的加入可抑制可测噪声的影响,从而减小输出方差,提高系统的性能.但是,前馈控制器必须设计合理,否则会降低系统的性能.此外,控制系统性能评价可以指导控制器参数的选择.     

并网光伏系统中3L-T-type QZSI参与电网电压不平衡控制

针对传统逆变器在不平衡网压情况下工作时较难抑制输入电网有功功率振荡分量的问题,提出一种基于三电平T型准阻抗源逆变器(Three Level T-Type Quasi-Z Source Inverter,3L-T-type QZSI)抑制有功功率振荡分量的控制策略。文中从功率理论推导得到其并网的参考电流,实现并网有功功率恒定且以单位功率因数为目标的控制策略。即:使用二阶广义积分器(Second-order Generalized Integrator,SOGI)完成电压的正负序分离;再结合基于载波的电平位移调制(Level-Shifted PWM,LS-PWM)技术,用以调节功率开关直通状态的占空比和叠加的平衡分量,实现直流侧电压控制和中点电压平衡。最后,在Simulink平台上模拟了电网电压不平衡情况,对间歇性能源不同出力情况进行了仿真,仿真结果表明,该策略可有效抑制间歇性能源的有功功率二倍频波动,有利于实现中点电位平衡和间歇性能源并网稳定运行。     

电动助力转向系统优化标定方法研究

针对现有的电动助力转向系统(EPS)标定参数复杂、标定周期长、标定效果不理想问题,提出了一种EPS系统控制参数的优化标定方法。建立了EPS系统和二自由度整车数学模型;提出EPS系统性能评价指标,研究EPS系统控制参数与所提性能指标之间的关系曲线,并提出以转向稳定性为约束条件,以路感频域能量平均值最大和助力特性动态误差总方差最小为优化目标的控制参数优化标定模型。试验表明这种优化标定方法可以使EPS系统性能得到提高,有效指导标定人员进行参数标定,缩短EPS系统的研发周期。     

基于分频和自适应死区控制的火电机组一次调频策略

随着大规模的新能源并网,电力系统的频率稳定问题面临着巨大挑战。由于火电机组惯量更大,可以深度挖掘其一次调频的潜力,本文通过分频装置对一次调频系统的反馈信号进行分解得到不同频段的信号,对不同频段信号设置适当的频率死区区间,从而能够分频段对火电机组进行控制调节,进而改善提升火电机组的一次调频性能。为了研究机组分频控制对系统一次调频能力的影响,在仿真软件中搭建电力系统一次调频模型,在不同工作环境状况下的仿真结果表明分频控制能够有效地改善系统调频性能。,此外还引入了锅炉的协调控制系统模型,通过对锅炉主蒸汽压力的研究分析,验证了该策略在加强机组一次调频能力的同时,也提高了机组的稳定性。     

交直流并联输电系统自校正控制

以非线性模型为基础,在线递推辩识为手段,提出了一种交直流并联输电系统的自适应控制方法。利用直流系统调节速度迅速的特点,结合广义最小方差自校正控制律,显著地改善了系统的动态品质。同时本方法以单输入单输出形式,使控制系统的实施非常简单。通过对一实例的自校正控制系统设计、仿真及分析,展示了自校正控制策略在交直流并联输电系统中的广阔应用前景。