六阶电力系统动力学分析及其参数自适应滑模控制

为了对六阶电力系统中的复杂动力学行为进行分析与控制,对系统动力学模型进行详细分析并为其设计参数自适应滑模控制器.首先,利用分岔图、相图以及频谱图分析电力系统的动力学行为,分析结果表明系统会在不同的参数条件下呈现周期运动、拟周期运动以及混沌运动,并出现了多涡卷吸引子.然后,在考虑系统参数不确定条件下为其设计参数自适应滑模...     

基于反演滑模变的电力系统混沌振荡控制

在某些条件下,电力系统将会产生混沌振荡,从而影响互联电网的稳定性,造成严重的安全事故。通过对简单互联电力系统的时序图、相图及最大李雅普诺夫指数图进行分析,肯定了其存在的混沌现象。同时结合滑模变控制与反演控制,设计了一种反演滑模变控制法,以求能够抑制互联电力系统的混沌振荡,使其迅速收敛于目标。仿真结果进一步证明该方法能够有效地控制系统的混沌振荡,同时具有较强的鲁棒性,对保障电力系统运行的稳定性具有良好价值。     

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。     

4阶混沌电力系统的协同控制方法

针对目前众多电力系统混沌控制方法只针对简单2阶电力系统模型的现状以及为了应对电力系统混沌控制时广泛应用的滑模控制中出现的抖振问题及奇异问题,为4阶电力系统提出了一种用于抑制其混沌振荡的协同控制方法:利用分岔图及李雅普诺夫指数谱图找到能使4阶电力系统发生混沌振荡的参数范围;引入储能装置及静止无功补偿装置的动态模型,从而构成受控的6阶电力系统;为受控电力系统定义对应的宏变量,设计具有连续控制律的协同控制输入,并给出用于4阶混沌电力系统协同控制的控制框图。数值仿真表明:设计的协同控制器能够使受控电力系统由混沌振荡状态恢复到平衡态,从而有效控制了4阶电力系统的混沌振荡。     

基于滑模理论的混沌控制

以Lorenz系统为对象,基于同步理念, 将滑模控制技术应用于混沌系统同步控制器的设计.该方法在系统单状态同步控制的基础上,通过设计合适的滑模控制器和参数自适应律,实现了结构相同而参数互异混沌系统的渐近同步.仿真结果表明,该方法可以很好地达到同步控制要求,验证了所提方案的可行性.     

一个新混沌系统的滑模控制

研究了一个混沌系统的控制问题,设计了一种滑模变结构控制律,使得该系统状态全局渐近稳定.该控制律对系统的不确定性和外部扰动也具有鲁棒性.仿真结果表明了该方法的有效性.     

一类混沌系统的自适应滑模变结构控制

从一类更广义的非线性混沌系统出发,以Lorenz系统为例研究了混沌系统的控制问题。设计了一种自适应滑模变结构控制律,用该控制律,即使系统存在输入饱和及外部扰动,也可以将混沌系统的状态渐近稳定到任意指定平衡点。数字仿真表明,其控制效果极好。     

分数阶混沌同步磁阻电机的滑模控制

利用数值方法,计算了分数阶同步磁阻电机系统的最大李雅普诺夫指数,并对其状态值时间序列进行0-1测试,得出其出现混沌运动的最小阶数约为2.01,表明该系统在特定阶数和参数情况下会出现混沌振荡,进而严重影响电机动态性能和稳定性.通过考察控制系统的频率特征,基于无穷状态方法和滑模控制理论设计合理的控制器,借助李雅普诺夫方法,...     

一类混沌系统的终端滑模控制

基于反步设计思想提出一种终端滑模控制方法,通过对混沌系统进行状态的变换,构造出快速收敛且收敛时间可以估计和计算的控制器,使得存在外部干扰的混沌系统输出能够在有限时间内跟踪上n阶可微的期望信号,保证系统的跟踪误差收敛至平衡点.并以Genesio为例进行了系统仿真.结果表明,该终端滑模控制器不仅具有良好的性能,而且具有较强的鲁棒性.     

多涡卷jerk电路混沌系统的分析与滑模控制

针对多涡卷jerk电路混沌系统,讨论了系统的基本动力行为;运用非线性系统理论和Routh-Hurwitz定理分别对系统平衡点的稳定性作了分析,得到了相关的定理,作出了系统的分叉图.同时对系统的追踪控制问题,采用滑模控制方法,有效地实现了多涡卷混沌系统对给定参考信号的追踪控制.最后通过数值示例进行仿真,对文中论述进行了论证.     

一类非线性网络化控制系统的滑模变结构控制

基于滑模控制系统滑动模态不变性和T-S模糊模型能有效解决菲线性系统建模的优点,研究了一类具有时延和丢包的非线性网络化控制系统的滑模变结构控制问题.采用滑模控制理论设计控制器,证明了在控制器作用下系统能在有限时间内到达滑模面并一直保持在滑模面上,并根据Lyapunov理论和线性矩阵不等式(LMI)方法推证出了系统状态全局稳定的充分条件.最后以一个仿真算例验证了本文方法的可行性和有效性.     

互联电力系统的模糊滑模负荷频率控制

提出一种用于多区域互联电力系统的负荷频率模糊滑模控制方法。该方法选用带积分的滑模超面方程 ,使系统从一开始就进入滑模状态 ,当系统进入滑模状态后 ,转化为基于新区域控制偏差的比例积分控制 ,对切换控制采用自适应模糊调节方式自动确定其幅值 ,在考虑发电机变化率约束和具有控制死区条件下 ,所提出的控制方法能够使系统获得较好的性能。仿真结果显示该方法是简单的、有效的 ,并且能够保证整个系统是渐进稳定的     

永磁同步电机的自适应反步滑模变结构的混沌控制

永磁同步电机的动力学特性表明在一定的条件下PMSM会呈现混沌特性行为.为了控制不良的混沌振动,设计了一个基于自适应反步法的滑模变结构非线性控制器.M atlab数字仿真表明,基于自适应反步法的滑模变结构控制器具有健全的控制性能,它能够消除混沌现象,并能把系统的跟踪误差和参数变化迅速地以指数规律收敛到零,使得系统具有较强的抗干扰性.     

一个新三维混沌系统及其自适应滑模同步控制

设计了一个新的三维自治连续混沌系统,通过相图、李亚普诺夫指数(lyapunov exponent, LE)谱、分岔图等数值仿真对系统的动力学特性进行了研究。系统具有复杂的动态行为,如周期吸引子与周期吸引子、周期吸引子和混沌吸引子共存。通过拓扑马蹄理论和数值计算得出了系统的拓扑马蹄和拓扑熵,对系统进行了Multisim模拟电路仿真和现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)数字电路仿真实现。基于Lyapunov稳定理论,设计了一个对给定信号追踪与位置参数辨识的自适应滑模同步控制器,仿真结果表明了所设计控制器的有效性。     

基于高阶微分滑模面的不确定飞机控制系统自适应滑模控制

飞机控制系统作为典型的多输入多输出(MIMO)非线性系统,具有很强的耦合性和不确定性,导致控制难度大幅度提高。针对这一情况,研究了一类飞机姿态控制系统的跟踪控制问题。首先,将飞机姿态控制系统进行坐标变换,并且考虑输入不确定性的存在情况,提出了一种新的高阶微分滑模面,证明了滑模面的稳定性,然后,基于此高阶微分滑模面和神经网络的逼近能力,设计了光滑的自适应滑模控制器。基于Lyapunov稳定性理论,证明了所设计的控制器既保证了飞机姿态控制系统具有很好的跟踪性能,又避免了传统滑模控制器抖振现象的出现。最后,通过仿真验证了所设计控制器的有效性。与传统的滑模控制器对比,所设计的控制器是光滑的,在实际飞机姿态控制领域中具有很好的应用前景。     

基于改进幂次趋近律的壁板振动主动滑模控制

在传统幂次趋近律滑模控制算法中,幂次系数a值的选取尤为关键;若a值过大会导致在滑模函数较小时,控制出现剧烈的抖动;而a值过小会导致整个控制过程衰减速度过慢。针对该问题,构建了一种自适应的幂次系数,形成了改进的基于幂次趋近律滑模控制算法,选择飞机壁板振动模态为研究对象,仿真验证了该算法的可行性;最后通过NI-CompactRIO平台进行了壁板振动控制实验。实验结果表明,针对壁板的第一阶模态,改进的幂次趋近律滑模算法振动抑制效果达到10.59 d B,而传统幂次趋近律滑模算法效果为7.53 d B,提升了3.06 d B。     

离散滑模控制在发动机怠速设计中的应用

利用一种新的离散滑模控制方法, 设计了发动机怠速的离散滑模(DSM)控制器, 用已开发出的4缸、1.4L的AJR发动机怠速控制系统的非线性模型进行发动机怠速转速的控制. 实验结果表明, 与原机的控制器相比较而言, DSM控制器在跟踪期望怠速转速及抗干扰等方面具有优良的性能.     

遭受执行器攻击的工控系统输出反馈滑模控制

针对工业控制系统存在测量噪声及外界执行器攻击问题,提出一种基于无偏状态估计的输出反馈离散滑模控制方法。在执行器攻击存在的情况下,构造等效滑模控制律。由于攻击信号与系统状态未知,通过引入无偏状态观测器从遭受噪声干扰的传感测量数据中获得系统真实状态的最小方差无偏估计量。在此基础上,利用一步延时攻击估计得到攻击信号的近似估计值,使所设计的鲁棒滑模控制律得以实现。给出了在此控制律作用下滑模面的收敛性分析及闭环系统最终有界稳定的证明。数值仿真实验结果验证了面向执行器攻击的无偏状态估计器的有效性,也表明与传统滑模控制方法相比,提出的输出反馈滑模控制方法对执行器攻击具有更强的抑制力,能够有效提高系统的鲁棒性能。     

一类二阶非线性不确定系统的非奇异Terminal滑模控制

在分析传统的Terminal滑模控制的基础上,发现系统状态虽然能在有限时间到达滑动模态,并在有限时间内收敛到平衡点,但传统的Terminal滑模控制律容易使系统出现奇异问题.为了克服Terminal滑模控制的奇异问题,针对一类二阶非线性不确定系统提出了非奇异Terminal滑模切换函数,并证明了采用非奇异Terminal滑模控制律,不仅避免了系统出现奇异问题,而且能保证系统状态在有限时间内到达滑动模态并收敛到平衡点.最后通过实例比较2种滑模控制方法,仿真结果验证了非奇异Terminal滑模控制的有效性.