CCM Buck变换器的精确反馈线性化滑模变结构控制

利用非线性系统的微分几何理论,在CCM Buck变换器仿射非线性模型的基础上,推导出了对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到了Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此模型的基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计了滑模变结构控制器.对比研究表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,表现出更强的鲁棒性.     

基于蚁群优化的ESP控制算法仿真

为了加快ESP系统的响应时间,提高车辆的稳定性,采用模糊控制理论对车辆ESP系统进行反馈控制.建立了八自由度四轮整车模型与Gim轮胎模型,并在具有较好的灵活性、鲁棒性的模糊PID控制器的基础上引入了蚁群算法,设计了基于蚁群优化的模糊PID控制系统的结构与计算方法,从而达到对参数kp,ki,kd的优化设计,同时利用Sim...     

混沌Arneodo系统非线性与自适应模糊神经网络控制

针对Arneodo系统的参数不确定性,阐述了Arneodo控制系统中抵消非线性的基本思想和设计方法.利用LQR线性反馈技术,设计了具有稳定裕度的二次型最优控制器,同时在控制器中引入一个用于函数逼近的自适应模糊神经网络,利用该神经网络抵消控制系统中的非线性项,使受控系统的某一状态变量可被镇定到任意参考位置.这种具有模糊神经网络的控制器实现了参数不确定系统的精确反馈线性化控制.通过仿真比较研究,说明了反馈线性化与自适应神经网络相结合的控制器具有良好的控制性能,且更易实现.     

大型汽轮发电机非线性综合控制器设计

采用非线性直接反馈方法来处理大型汽轮发电机组的综合控制器设计。将调速与调压综合于一体,用DFL方法实现非线性受控对象的线性化。配合LQ最优化设计所得到的综合控制器由完全线性化的补偿器和鲁棒最优输出反馈控制器组成,经单机－无穷大母线系统的数字仿真,证实该非线性综合控制器极大地提高了输电系统的稳定性。     

PMSM speed control using adaptive sliding mode control based on an extended state observer

In this study,a composite strategy based on sliding-mode control( SMC) is employed in a permanent-magnet synchronous motor vector control system to improve the system robustness performance against parameter variations and load disturbances. To handle the intrinsic chattering of SMC,an adaptive law and an extended state observer( ESO) are utilized in the speed SMC controller design. The adaptive law is used to estimate the internal parameter variations and compensate for the disturbances caused by model uncertainty. In addition,the ESO is introduced to estimate the load disturbance in real time. The estimated value is used as a feed-forward compensator for the speed adaptive sliding-mode controller to further increase the system's ability to resist disturbances. The proposed composite method,which combines adaptive SMC( ASMC) and ESO,is compared with PI control and ASMC. Both the simulation and experimental results demonstrate that the proposed method alleviates the chattering of SMC systems and improves the dynamic response and robustness of the speed control system against disturbances.     

基于滑模与状态反馈模糊加权控制的气动伺服焊枪柔性接触研究

在焊枪电极接近运动过程中,期望接近速度大且在接触面附近快速降速以减小接触时的冲击力,实现一种柔性接触,对于提高焊接的效率和质量具有很重要的作用. 滑模控制虽然能有效降低焊枪电极接触力,但所用时间较长. 本文将基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权控制运用到气动伺服焊枪系统中,在建立系统模型的基础上设计滑模切换函数和滑模控制律,通过极点配置的方法设计状态反馈控制器,之后基于模糊控制设计滑模与状态反馈模糊加权控制器,最后通过实验验证提出的控制策略. 实验结果表明设计的控制器控制效果优于最大量控制和滑模控制,可有效实现柔性接触.      

基于LMI方法的同步发电机H2励磁控制器的设计

为了提高同步发电机励磁系统的鲁棒性，将线性矩阵不等式（LMI）方法和H2控制理论应用于同步发电机励磁控制器的设计．计算机仿真结果表明，利用LMI方法所设计的H2励磁控制器，有效地提高了系统的鲁棒性，即在确保稳定性的前提下提高了系统的响应速度，改善了船舶电力系统调压的效果．     

反馈线性化方法在锅炉-汽轮机系统控制中的应用

为提高锅炉 -汽轮机系统的信号跟踪和抗干扰能力 ,利用输入 -状态反馈线性化和输入 -输出反馈线性化方法分别设计了锅炉 -汽轮机系统的控制律。对于输入 -状态线性化方法由于输入状态为线性关系 ,因此系统可以在较大的范围内正常的工作。对于输入 -输出线性化方法可以验证系统在平衡点邻域零动态稳定 ,然而计算机仿真表明利用输入 -输出反馈线性化设计的控制器由于零动态的稳定范围较小 ,系统只能工作在工作点的邻域。基于以上结果对输入 -状态和输入 -输出反馈线性化方法进行了比较分析。计算机仿真表明利用输入 -状态线性化方法所设计的控制器具有良好的信号跟踪和抗干扰能力     

具有参数不确定的移动机器人鲁棒轨迹跟踪控制

研究了具有参数不确定性的非完整移动机器人轨迹跟踪问题.综合考虑了移动机器人的运动学和动力学方程,首先采用输入-输出反馈线性化方法得到具有不确定性的线性化模型,系统中的不确定性满足匹配条件;然后基于积分滑模控制的思想设计了鲁棒轨迹跟踪控制器,保证了系统在整个响应过程中的鲁棒性,并且分析了参数不确定对控制器的影响,给出了一个闭环系统稳定的充分条件;最后对系统具有较大的参数摄动进行了仿真试验,结果表明所设计的控制器能够保证移动机器人有效性地跟踪期望轨迹.     

主动磁悬浮轴承的解耦控制

运用解耦控制策略对六自由度刚性转子主动磁悬浮轴承（ＡＭＢ）进行控制,应用基于逆系统理论的状态反馈线性化方法,设计出非线性控制器。将ＡＭＢ这一多变量、强耦合及非线性的系统,分解为６个单变量无耦合的线性子系统,并对线性子系统进行了综合。仿真表明,此控制策略实现了各自由度之间的动态解耦,系统的动态性能较传统的ＰＩＤ控制方法有明显的提高。     

一类机电系统的谐波分析与微分几何控制

耦合系统动力学分析研究对现代机电系统的设计,故障诊断,振动等有着重要的意义.针对一类自激非线性机电耦合系统,利用谐波平衡法对系统主谐波解进行了计算,并运用Floquet理论对主谐波解的稳定性进行了分析,给出主谐波解的稳定区域.同时,运用微分几何控制理论,分析并设计了精确线性化控制器.研究结果表明,该机电系统随着谐波解频率的减小,振幅增大,当谐波解频率到达主频率时,振幅达到最大,进而振幅减小,而且振幅会发生跳跃,系统会产生混沌现象.同时给系统添加控制器后,系统关系度为4,使得控制系统在所有的状态点处可以准确线性化.最后数值验证了所提控制方法的有效性和可实现性.     

永磁同步电机分数阶与滑模变结构复合控制研究

针对永磁同步电机矢量控制系统的速度环,通过引入分数阶微积分及滑模变结构控制理论,设计了一种分数阶与滑模变结构复合控制器.该复合控制器通过一个可变的加权因子α将分数阶PIλDμ与滑模变结构控制有效、协调地组合起来,从而达到了既克服滑模变结构在滑动平面原点附近产生高频颤动的缺点,又拓宽了相对于传统比例-积分-微分(PID)控制器的调节范围,使得永磁同步电机控制系统的鲁棒性、快速性、稳定性和抗干扰能力得以提高,对于采用多种复合交叉控制方法来改善电动机控制系统具有参考意义.     

基于电流变结构控制的三相电压型PWM整流器的研究

对三相电压型PWM整流器采用电流变结构控制进行了研究,分析了PWM整流器的数学模型,详细设计了电流变结构控制器,并对其稳定性进行了分析,通过仿真对该控制方法进行了验证,结果表明,方案切实可行,系统具有良好的动静态性能。     

机炉协调控制系统的鲁棒性能分析

为克服传统鲁棒控制算法的保守性,提出了一种概率范式下评价参数不确定控制系统鲁棒性能的方法。该方法能以累积频率曲线的形式直观地对任意性能水平下不同控制系统的鲁棒性能进行比较;同时,针对机炉协调控制系统设计了一种鲁棒反馈线性化控制器,并运用上述评价方法将其与传统的精确反馈线性化控制器的鲁棒性能进行对比。仿真结果显示鲁棒反馈线性化控制器具有更为优越的鲁棒性能,同时也验证了所提出的控制系统鲁棒性能评价算法的有效性。     

基于反馈线性化的 PMSM非线性控制器设计

针对永磁同步电机（ PMSM）绕组相电流与转速存在强耦合的特性,基于 PMSM精确的数学模型,采用反馈线性化的方法设计了一非线性控制器。该设计方法不但实现了电机系统的完全解耦,而且有效抑制了参数摄动、负载扰动等不确定因素对系统性能的影响。仿真结果表明,采用反馈线性化方法设计的 PMSM 控制系统具有很好的速度跟踪效果,可以获得良好的稳态精度与动态性能。     

模糊反馈增量式比例积分微分油气悬架控制

为了提升工程车辆的行驶平稳性,以工程车辆油气悬架为研究对象,以车身加速度为主要优化目标,设计了基于模糊反馈的增量式PID油气悬架控制系统。对被动悬架,增量式PID和模糊反馈增量式PID控制器进行仿真,对车身垂向加速度,车轮动载荷,悬架动挠度和控制力四个指标进行分析。选取C级路面和车辆行驶速度作为油气悬架系统输入激励,在降低车身垂直加速度的前提下,着重解决增量式PID控制器存在的问题。仿真结果表明,与传统被动悬架系统相比,基于模糊反馈的增量式PID控制油气悬架系统的车身垂向加速度的均方根值降低52%、悬架动挠度降低24%、车轮动载荷降低了44%。与增量式PID相比,悬架动挠度降低了69%,且基于模糊反馈的增量式PID控制器相比较于传统增量式PID控制器其输出控制力降低了86%。因此可以证明,基于模糊反馈的增量式PID控制器,不仅可以提升油气悬架系统综合动态性能,对改善车辆行驶的平顺性和操作稳定性,具有较好的应用前景,且其在经济性和环保性方面同样更具优势。     

机炉协调控制系统的鲁棒性能分析

为克服传统鲁棒控制算法的保守性,提出一种概率范式下评价参数不确定控制系统鲁棒性能的方法。该方法能以累积频率曲线的形式直观地对任意性能水平下不同控制系统的鲁棒性能进行比较;同时,针对机炉协调控制系统设计一种鲁棒反馈线性化控制器,并运用上述评价方法将其与传统的精确反馈线性化控制器的鲁棒性能进行对比。仿真结果显示鲁棒反馈线性化控制器具有更为优越的鲁棒性能,同时验证了所提出的控制系统鲁棒性能评价算法的有效性。     

基于滑模控制的空气悬架车高控制系统研究

以提高空气悬架车高控制精度为目的,充分考虑空气悬架系统充放气过程的非线性特性,建立了气体管路流量特性方程,并结合变质量气体热力学定律,建立电磁阀开启和关闭时的空气弹簧充放气压力梯度方程,实现空气弹簧充放气过程的非线性特性数学描述,并进一步完成空气悬架车高升降的1/4车模型. 针对充放气过程的非线性特性,基于微分几何理论,将车高升降模型通过状态反馈进行全局线性化,在线性域中设计滑模控制器,进而经过线性逆变换,得到原坐标系中的非线性车高控制算法. 仿真试验表明,基于状态反馈线性化方法设计的滑模控制器,能够有效克服充放气过程的非线性特性,消除过充过放现象,显著提高车高控制品质和精度.      

用精确线性化方法设计的SVC非线性控制器

用非线性控制系统几何理论中状态反馈精确线性化方法设计了 ＳＶＣ非线性控制器，解决了电力系统强非线性给设计带来的困难。在此基础上，针对单机无穷大系统进行了数字仿真。分析和仿真结果表明：ＳＶＣ的非线性控制方式与ＳＶＣ的常规控制相比，可以显著地改善电力系统的稳定性。     

基于PDF的电弧炉电极控制系统

设计了一种基于电弧动态分段线性化模型的PDF电极控制器，并通过Matlab对此控制器进行仿真。试验结果表明，PDF控制器在超调量和响应速度方面有了很大的改善，可满足电极控制系统对控制精度的要求。