并联有源滤波器的迭代学习控制方法及其设计

在系统存在非线性负载下,谐波电流呈现激烈波动并存在许多不连续点,对有源滤波器设计高性能的电流跟踪控制器是非常重要的。基于传统设计的控制器,在不连续点处性能有限,同时要求控制器增益高,但高增益控制器易引起系统的高频振荡甚至不稳定。由于在非线性负载下所需补偿的谐波电流为周期性,利用迭代学习控制的学习特性,设计三相并联有源滤波器,可以有效的避免控制器的高增益现象,同时提高电流追踪性能,大大减小了谐波总畸变率,功率因素也得以提高。实验制作的以DSP为控制CPU实现迭代学习控制器的系统中,运行结果表明本文方法效果良好。     

一类非线性系统具有L2-增益的鲁棒自适应控制

针对一类含有未知参数和干扰的不确定非线性系统，提出了一种具有L2-增益的鲁棒自适应控制方法。该方法结合L2-增益鲁棒控制和非线性阻尼技术，基于Lyapunov函数反演设计方法设计了状态反馈自适应控制器，实现了不确定非线性系统的鲁棒输出调节。该控制器不仅把常规自适应控制设计的参数重复估计问题简化为对未知干扰的抑制，而且使得系统从干扰输入到可控输出的L2-增益小于等于给定的值γ。仿真结果表明了所设计控制器的正确性和有效性。     

TCSC非线性自适应鲁棒控制器设计

研究了含有参数不确定及外部扰动的带有TCSC(thyristor controlled series compensation)的单机无穷大母线系统的鲁棒控制问题.针对描述单机无穷大母线系统的非线性三阶模型,将自适应理论和L2增益干扰理论相结合,并用逆推法构造出系统的存储函数,设计出了系统的非线性自适应鲁棒控制器.所设计的控制器不仅能够保证系统状态有界,而且能够有效地抑制外部干扰对系统输出的影响.仿真结果表明,所设计的控制器能够在很短的时间内使系统恢复稳定的状态,说明其控制是有效的.     

电子节气门的自适应前馈-反馈复合控制器设计

针对具有复位弹簧和摩擦本征非线性特性的电子节气门系统,设计了一种自适应前馈-反馈复合控制器,以实现节气门的高精度位置跟踪控制。复合控制器由前馈控制器、非线性自适应补偿器和PID反馈控制器组成,是基于Lyapunov稳定性理论和自适应Backstepping技术推导获得的。因此,所设计的控制器既具有PID控制只使用输出位置检测信号反馈的优点,又避免了控制非线性系统时传统PID增益参数确定的标定与试凑。控制器的有效性通过仿真给出了验证。     

非线性切换奇异系统的自适应状态反馈控制

研究了一类满足Lipschitz条件的非线性奇异切换系统的自适应状态反馈控制的设计问题.首先,研究单输入非线性奇异切换系统的基本自适应控制的设计,控制器旨在稳定系统;然后,以单输入非线性奇异切换系统所呈现的具有自适应增益和基于Lyapunov稳定性定理调整增益的机制为基础,将其扩展为多输入奇异切换系统的跟踪问题,设计了自适应控制方法;最后,采用Matlab方法做了数值仿真来说明所提出的控制方法的有效性.所提出的控制器具有非常简单的结构,并且在实践中很容易应用.     

广义非线性脉冲切换系统的指数稳定和L2增益控制

研究了一类具有脉冲的广义非线性切换系统的指数稳定问题和L2增益控制问题.将脉冲以及非线性控制加入到系统当中,系统更具有实际意义.首先,提出了一种具有L2增益控制的状态反馈控制器的有效设计方法,通过构建Lyapunov函数,改进系统中的状态反馈控制器,使得闭环系统是指数稳定的.其次,利用线性矩阵不等式并结合模型依赖平均驻...     

基于滑模控制的可拓控制器设计

根据滑模控制概念, 提出一种新的可拓控制器。在控制策略设计上分为两个部分，第一个部分是根据系统已知部分设计滑模控制的等效控制, 另一部分为鲁棒控制以解决系统的不确定性因素及外部干扰问题。首先，构造一基本可拓控制器，用所定可拓集的关联函数作为系统状态信息的评价指针, 并在其中植入一组待调增益参数，经参数修正来综合滑模可拓控制的鲁棒控制(滑模的撞击控制)，以保证系统的稳定性。最后以一个非线性控制系统的仿真为例来说明所设计的可拓控制器的控制性能。     

基于自适应反步法的自主水下机器人变深控制

为实现自主水下机器人(AUV)的高精度变深控制,基于AUV垂直面的运动学和非线性动力学模型,提出了神经网络自适应迭代反步控制方法,设计了运动学和动力学控制器.文中首先考虑AUV非线性模型的攻角和水动力阻尼系数的不确定性,设计神经网络控制器来对纵倾运动中的非线性水动力阻尼项和外界海流干扰作用进行在线估计,并基于Lyapunov稳定性理论设计神经网络权值的自适应律,保证系统闭环信号的一致最终有界.最后通过两组仿真实验,比较了所设计的控制器在设定控制器增益参数下的系统响应和在扰动作用下的变深控制性能,结果表明,所设计的控制器具有较小的稳态误差和较高的跟踪精度.     

具有复制执行机构的非线性H∞可靠控制——完全信息情况

研究了具有复制执行机构的非线性H∞状态反馈可靠控制及其控制器的参数化问题。基于Hamilton-Jacobi不等式,得到了非线性H∞状态反馈可靠控制问题可解的充分条件,并构造出了一簇控制器,使得当有执行机构失效时,闭环系统仍渐稳定且L2增益有限。研究结果解决了非线性H∞可靠控制问题并为它的综合提供了更广的视角。     

废水处理中PH值的在线监控系统

根据酸碱滴定曲线本身非线性的特点，提出了分段式非线性变增益PID控制算法，在C Builder中用软件设计了该PID控制器，通过组态软件(King View)和该PID控制器的动态数据交换(DDE)以及可编程控制器(PLC)建立了PH值在线监控系统。通过对带有时滞的PH值中和反应过程进行数字仿真研究，控制结果表明该控制系统具有鲁棒性强、响应速度快和控制精度高的优点。     

非线性励磁控制对发电机进相运行稳定性的改善

总结了非线性励磁控制对改善发电机进相运行稳定性的实验结果，验证了非线性控制理论中微分几何设计方法的正确性。在实验研究中，着重比较了比例－积分－微分控制器（ＰＩＤ）、电力系统镇定器（ＰＳＳ）、线性最优励磁控制器（ＬＯＥＣ）和非线性励磁控制器（ＮＥＣ）等四种不同的励磁控制方式对发电机进相运行的影响。实验结果表明，在改善发电机进相运行稳定性方面，非线性励磁控制较其它几种控制方式具有明显的优越性。在电网低谷进相运行中它是有较大潜力的技术措施。     

标准锅炉系统的适应性非线性控制

为了保证标准锅炉系统实现大范围、全工况优化运行,提出一种双环的控制结构,即内环采用适应性非线性控制,实现输入-状态反馈线性化,而外环采用线性控制器。该控制策略能自动抑制系统参数不确定性和外部扰动等模型未知因素的影响,不依赖模型的精确数学表达式。仿真表明,该适应性非线性控制策略是解决一类具有非最小相位特性的非线性系统控制问题的有效途径。     

固定床反应器基于改进混合模型的串级推断控制

提出了非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制策略。道德提出了邻二甲苯氧化非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的推断估计器;然后设计了基于新型非线性自适应控制算法的副控制器和基于程序变增益ＰＩＤ的主控制器,同时设计了新型非线性滤波器以解决该反应器主回路比副回路响应快的问题;最后建立了该固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制系统。仿真结果表明该推断估计器具有良好的静态、动态     

基于工况与粒子群优化的增程汽车能量管理策略开发

为了进一步提高增程式电动汽车(extended range electric vehicle,EREV)的燃油经济性,在满足驾驶性能和车辆动力要求的前提下,根据低速、中速、高速典型工况下发动机功率分布分析,提出一种基于自适应权重粒子群算法(adaptive weighted particle swarm optimization,AW-PSO)优化的三点式最优功率控制策略。为验证其经济性能,基于MATLAB/Simulink开发动力系统模型以及整车能量管理策略。基于驱动成本理论,在多种国际标准工况下进行仿真对比,结果表明：相比功率跟随策略而言,基于工况的三点式功率控制策略实现平均12.95%的成本节省,而AW-PSO优化策略下平均节约成本提升到21.44%。     

严格反馈非线性系统的自适应逆最优控制

介绍了逆最优控制的基本思想，针对一类具有未知定常参数和未知时变有界扰动的严格反馈非线性系统，给出了逆最优增益配置定理，使用Backstepping算法，设计了逆最优控制器。该控制器是非线性的、连续的，且比较容易实现，仿真结果表明该控制算法的有效性。同时指出逆最优控制系统具有稳定裕度，因而具有局域鲁棒性，其稳定裕度是线性二次型最优调节器状态反馈控制在非线性系统中的推广。     

基于逆系统方法发电机非线性励磁调节器研究

将非线性系统的逆系统方法用于电力系统，结合ＩＴＡＥ最佳控制规律，推导出了发电机非线性励磁控制规律．大扰动仿真结果表明，基于逆系统方法设计的发电机非线性励磁控制器能较大地改善系统的动态性能．同时，该方法的线性化过程较微分几何方法简单得多，更适于工程应用．     

时间最优控制算法及其在SVC控制中的应用

针对时间最优控制系统中存在的"颤振"问题,提出了在开关线两侧设置"回滞带"以及在原点邻域内切换为连续稳定控制律的一种实用型改进算法。同时,将上述算法与逆系统方法相结合,对含TCR-FC型静止无功补偿器(SVC)电力系统设计出相应的反馈线性化和时间最优组合的非仿射非线性紧急支持配合控制器。数字仿真表明,该算法有效地解决了在设计过程中导出的双积分型时间最优控制在实用中出现的颤振问题,并可使电力系统在受到扰动时,能够尽快地镇定到正常的运行状态。     

四阶混沌电力系统的全局快速滑模控制器设计

为四阶混沌电力系统设计具有全局快速收敛特性的储能型滑模控制器。首先,构建了具有储能装置的受控电力系统,利用混沌理论的基本分析方法对原有四阶电力系统的混沌振荡现象进行分析。然后,将受控电力系统的混沌控制问题转化为二阶非线性系统的控制,为二阶非线性系统定义新型滑模面并与已有滑模面进行比较,从而论证其在克服抖振及奇异问题时具有优越性,并为该非线性系统提出具有全局快速性能的滑模控制方法。最后,将该滑模控制方法用于设计电力系统混沌控制器并通过数值仿真证实控制器的有效性。本文方法的重要特点在于能够凸显电力系统混沌控制的基本规律。     

医院大型电梯电力系统的PLC控制方法优化

医院大型电梯电力系统在实际运行的过程中具有很高的非线性和时变性,使大型电梯电力系统PLC控制效果不佳,当前方法采用线性学习法,无法适应运行环境的不确定性,造成电力系统控制的不稳定性。提出一种基于BP神经网络PID控制算法的医院大型电梯电力系统的PLC控制优化方法,将PID算法作为PLC的软件设计部分,通过比例、积分与微分这三种控制作用的合理调配,形成相互关系。鉴于PID控制算法调节时间长、超调量大等弊端,采用BP神经网络对其进行优化。利用BP神经网络的自学习和加权系数的调整,使BP神经网络输出最优大型电梯电力系统控制规律下的PID控制算法的参数,实现医院大型电梯电力系统的稳定控制。实验结果表明,所提方法具有很高的控制稳定性和鲁邦性,综合性能较强。     

空调水系统实时在线优化控制预测模型的研究

针对集中空调水系统，将模型层次、模型特性及参数辨识有机结合，建立了系统层次实时在线的优化控制预测模型．该模型基于简单物理特性及自适应控制技术的模型参数在线辨识，能通过自校正式的在线仿真对系统的运行特性和控制特性进行实时预测．