提高电力系统小干扰稳定性的全状态H_∞控制器

为了研究电力系统小干扰稳定分析和控制的有效方法,建立了多机系统小干扰稳定的鲁棒分析和控制模型,应用H∞理论分析多机系统小干扰稳定问题,提出用系统的H∞范数作为系统小干扰稳定裕度的指标,并提出了多机系统全状态H∞控制器的设计方法。对一个4机2区域测试系统进行了仿真,设计了该系统的全状态H∞控制器,并从系统的特征值和振荡模式的阻尼比、系统广义阻尼和系统H∞范数等方面评估和比较手动励磁控制、线性最优控制和H∞控制的综合性能。结果表明,系统H∞范数能够准确衡量系统小干扰稳定裕度,而全状态H∞控制器比现有的控制技术能够为系统提供更强的阻尼,提高系统的小干扰稳定性。     

一类线性时滞系统的状态反馈H_∞控制器设计

研究线性时滞系统的状态反馈H∞控制器设计问题·在状态和控制同时存在时滞以及控制输出方程具有更一般形式的情况下,以线性矩阵不等式的形式给出了系统存在状态反馈H∞控制器的充分条件·当这个条件成立时,利用线性矩阵不等式的解可以构造状态反馈控制律,使得闭环系统渐近稳定,而且保证干扰输入对控制输出的影响降低到指定的水平·给出的方法适用于具有多状态时滞和多控制时滞的线性系统     

互联电力系统的分散H_∞控制

针对具有区域关联的电力系统负荷控制问题，提出了一种基于Ｈ∞设计分散状态反馈控制器的迭代算法．该算法主要是利用代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程的重要性质，在保证闭环系统渐近稳定的前提下，对控制器结构加以限制，从而使系统获得在某一性能指标下的次优状态反馈解．然后给出算例，说明该算法的应用     

带有状态约束的非线性切换系统的H_∞控制器设计

研究了一类带有状态约束的下三角结构的非线性切换系统的H∞控制器设计问题,利用障碍Lyapunov函数方法处理状态约束问题.针对该非线性切换系统利用反步设计技术来构造状态反馈控制器,在每一步的设计过程中,通过选取合适的障碍Lyapunov函数构造系统的共同障碍Lyapunov函数来处理状态约束条件,再经过一系列处理给出每步的虚拟控制器的具体表示形式,以此类推,从而设计出该非线性切换系统在任意切换条件下的H∞控制器.最后通过算例进行数值仿真说明了所得结果的有效性.     

混合H_2/H_∞状态反馈控制

通过扩展的线性矩阵不等式(LMI)方法,提出了连续系统混合H2/H∞状态反馈控制综合方法.该方法通过引入新的附加变量,在不影响李雅普诺夫变量的基础上实现对控制器参数的优化设计.利用这一特点,可以使用不同的李雅普诺夫变量来设计多目标控制器,通过综合混合H2/H∞指标设计了一个状态反馈控制器.算例仿真验证了该方法较单一李雅普诺夫变量方法具有更低的保守性.     

H_2／H_∞组合控制器的设计方法

用极大熵Ｈ＿∞的理论解决了Ｈ＿２／Ｈ＿∞组合控制器的设计问题．Ｈ＿２最优控制系统具有许多优良特性，但鲁棒性较差；与之相反，Ｈ＿∞最优控制较好地解决了系统的鲁棒性问题，但动态品质一般较差．Ｈ＿２／Ｈ＿∞组合优化理论将二者结合起来，很好地解决了鲁棒稳定性和动态品质之间的矛盾．针对水轮机调速系统设计了控制器，并对参数结构及负荷发生变化时的各种情况作了仿真研究．结果表明本文设计的控制器鲁棒性能和动态品质均比常规ＰＩＤ控制器好．     

分数阶系统H_∞控制器设计

分数阶系统的特征方程是一个具有复变量的分数阶指数的伪多项式,因此不能直接应用整数阶系统的控制方法·提出了一种分数阶系统的H∞控制器设计方法·首先利用提出的滤波器近似化方法近似分数阶系统·然后通过选择适当加权函数,根据要求设计H∞控制器·仿真表明,在用该方法得到的控制器的控制下,系统的特性有显著改善,动态响应也是令人满意的·实验结果显示此方法是有效的·     

线性系统的混杂状态反馈H_∞鲁棒控制

利用混杂状态反馈控制策略研究了一类线性系统的H∞ 镇定问题·假设系统存在有限个备选的静态状态反馈控制器 ,并且每个控制器的增益阵是已知的·在假定每个单一的控制器均不能使系统稳定且具有H∞ 扰动衰减度的条件下 ,利用凸组合条件给出了切换律的设计方案 ,通过在这有限个控制器间进行切换得到了该系统H∞ 意义下的镇定的充分条件 ,并且这一条件可以转化为线性矩阵不等式 (LMI) ·最后的仿真实例表明了结论的有效性·     

混合H_2/H_∞控制问题的降阶控制器

考虑混合H2/H∞控制问题的降阶控制器的设计问题.基于线性矩阵不等式(LMI),分别给出了连续和离散情形下混合H2/H∞问题的降阶控制器的设计.     

T-S模糊系统H_∞跟踪控制器设计

研究了连续T-S模糊系统H_∞跟踪控制器的设计问题.主要目的是针对连续T-S模糊系统设计H_∞跟踪控制器,使得系统在渐进稳定的前提下,同时满足给定的H_∞跟踪性能指标.通过应用积分型Lyapunov函数得到保守性更低的稳定性分析条件,再通过有效的矩阵变换技术实现松弛变量的引入,从而得到保守性更低的H_∞跟踪控制器的设计条件.最后我们通过仿真算例验证了所提方法的有效性.     

基于观测器的广义系统H_∞可靠性控制器

利用广义系统的传感器故障模型,研究广义系统H∞可靠性控制器的设计问题·首先,建立了广义系统传感器故障的一般模型,在此模型的基础上设计基于观测器的控制器·其次,定义了广义系统的H∞可靠性控制器·接着,用带广义约束的广义代数Riccati不等式(GARI),给出传感器正常及出现部分故障时,所设计的控制器使得闭环广义系统容许且传递函数H∞范数有界的充分条件,即存在H∞可靠性控制器的充分条件·同时,还通过对广义系统的受限等价变换,去掉了广义约束,简化了带广义约束的GARI·进而可以通过解简化后的GARI来设计H∞可靠性控制器·最后,给出一个数值例子来演示设计过程并说明此方法的有效性·     

使用降维观测器的H_∞控制器设计

本文提出使用降维观测器来设计低阶H_∞控制器的方法。对于具有输出反馈的H_∞控制问题,可以转换成使用降维观测器的H_∞控制问题。通过直接求解状态空间方程,能够获得使用降维观测器的H_∞控制器,其存在的充分与必要条件是两个Riccati方程分别存在唯一的稳定化半正定解。降维观测器的输出是控制对象在最坏扰动作用下的状态估计值。另外,使用降维观测器的H_∞控制问题可以转换成模型匹配问题,并利用相应的结果获得低阶H_∞控制器。     

基于H_∞次优滤波器的TCP窗口控制器

针对网络拥塞问题,给出了一种基于H∞次优滤波器的TCP窗口控制器(HIF TCP).证明了基于网络微积分学的F-model NC控制器的非因果性,并利用H∞次优滤波器理论对其进行逼近.设计了一个理想的TCP窗口模型,根据Internet网络的实际特性,通过对网络带宽、往返时间的测量以及不可测状态值的有效的近似,得到了基于H∞次优滤波器的TCP窗口模型.ns仿真表明,提出的HIF TCP窗口控制算法能够较好地预测TCP窗口值,并且在双向瓶颈链路下依然具有较高的链路吞吐量和较低的队列延时.     

一种离散系统H_∞ PI控制器设计方法

针对多变量线性离散系统,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,提出一种满足H∞性能指标的保守性低的离散PI控制器设计方法.以脉宽调制(PWM)型DC-DC(升压模块)变换器为例,设计控制器,并搭建MATLAB simulink模型.仿真结果表明在输入电压和负载参数变化时,该控制器能使系统具有较好的输出品质.     

基于状态观测器的NNCS H_∞完整性设计

针对一类具有时延及丢包的非线性网络化控制系统,当存在有限能量扰动时,在状态无法直接测量和执行器失效故障情形下,基于全维状态观测器和状态反馈控制策略,研究了NCS的H∞完整性设计问题。首先,基于T-S模糊模型,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了使系统具有H∞完整性的时滞依赖充分条件;进一步,又利用矩阵分离技术以求解线性矩阵不等式的形式得到了状态观测器和控制器增益的求解方法。推证过程对时延采用了分段处理,使结果具有较少保守性。最后以仿真示例验证了所述方法的有效性和可行性。     

纳什均衡问题的H_∞状态反馈策略

研究具有l2范数有界不确定性扰动的纳什均衡问题·以具有不确定性扰动的线性二次纳什均衡对策问题为例,将其归结为由二人非合作非零和对策和各对策方与外部扰动的二人零和对策构成的复合对策问题,应用H∞控制理论方法,给出并证明了扰动衰减H∞状态反馈策略存在的条件和求解方法,并通过简例说明了算法的有效性     

基于LOMOGA的降阶H_∞控制器的设计

针对降阶H∞多目标控制器的设计问题,本文提出了基于局部正交多目标遗传算法(LOMOGA)的降阶H∞控制器的设计方法。该方法结合局部正交优化和改进多目标遗传算法,解决了多目标遗传算法局部搜索能力较差的问题,达到了对H∞控制器的结构和参数同时优化的效果,提高了降阶H∞控制器的动态性能和鲁棒性能。仿真结果表明,该方法不仅具有较强的全局和局部搜索效率,而且搜索结果具有较高的精度、更好的分布均匀性和多样性。     

网络控制系统的鲁棒H_∞容错控制器设计

研究了一类网络控制系统(NCS)的鲁棒H∞容错控制器设计问题.基于一类包含网络时延和数据包丢失的网络控制系统模型,考虑了更实际、更一般的执行器部分失效情况.然后利用Lyapunov Krasovskii泛函方法,通过引入一个积分不等式,得到了此类系统的H∞鲁棒稳定性条件并且采用锥补线性化算法给出了此类系统的鲁棒H∞容错控制器的设计方法.最后,数例仿真结果表明,对于任意容许的不确定性以及执行器的故障,所设计的控制器能使系统鲁棒渐近稳定,且具有H∞范数界.     

轧机液压AGC-LP耦合系统的H_∞控制器设计

根据热连轧机自动厚度控制(AGC)系统和液压活套控制(LP)系统各自的特点,结合这两个子系统的模型,建立液压AGC-LP耦合系统模型。参照广义系统的标准选取了合适的控制目标,基于H_∞控制理论对组合系统进行分析,采用MATLAB鲁棒控制工具箱中线性矩阵不等式(LMI)求解方法设计了H_∞状态反馈控制器,使得系统达到性能指标最优。将使用H_∞控制器与传统PID控制器的AGC-LP耦合系统进行仿真比较,结果表明,使用H_∞控制器的系统有更好的动态和稳态性能,两个子系统相关变量的耦合也有所改善。     

具有时变时延网络控制系统的H_∞控制器设计

在考虑含有外界噪声输入的情况下,研究了一类具有时滞网络控制系统的H∞控制问题。在网络环境中,将含时变时延的网络控制系统建模成一类受时变参数影响的闭环离散时间系统,基于Lyapunov理论和线形矩阵不等式(LMI)方法,提出了此类系统H∞控制器的设计方法。该H∞控制器能有效地提高网络控制系统的鲁棒性,并保证系统渐进稳定。通过仿真方法证明了该方法的有效性。