海上浮动风力发电机组支撑结构的动力学与振动控制研究(英文)

海上风能是可再生能源领域中增长最快的一种能源.与海岸边与近海处相比,远离海岸处的风更强、且更稳定,因此坐落在离海岸足够远处的海上风电场可以产生更多的风电、具有更长的运行寿命.它可以避免传统风电场的一些重大问题,比如视觉和噪音影响、对野生动物的潜在伤害等;但从技术角度看,直接在海底固定风力涡轮机是比较困难的.为此,提出了一些基于浮动支撑结构的建设性解决方案.这些方案面临着一个重要挑战,即减少浮动海上风力发电机组的磨损、确保其在浮动支撑机构引起的各种状况下都能正常工作.与底端固定的支撑机构相比,浮动支撑机构的运动范围被扩大了很多.首先分析了浮动支撑结构的负荷和动态响应,并设计了半主动控制器来减弱浮动风力涡轮机上的动态风力和波浪负载;然后提出采用输出反馈控制策略,避免了对系统状态的依赖.用H∞输出反馈控制技术来设计半主动控制算法,并运用一个调谐液柱阻尼器(TLCD)实现了该算法.通过数值模拟,对所获得的结果进行了验证.     

模糊不确定时滞网络控制系统的保性能H_∞控制

建立了不确定时滞模糊网络化控制系统模型,研究了一类存在不确定参数的网络时滞系统保性能控制问题,基于Lyapunov稳定性理论给出了系统渐稳的充分条件,并把所得结果转化为线性矩阵不等式.     

线性离散系统的非脆弱混合H2/H∞动态输出反馈控制

基于不等式技术研究了线性离散系统的非脆弱混合H2/H∞控制器设计问题.所考虑的控制器具有乘性控制器增益不确定性.设计的动态输出反馈控制器能够保证闭环系统具有渐近稳定性,同时满足混合H2/H∞性能.针对凸多面体结构的不确定线性系统,其结果可推广到鲁棒非脆弱混合H2/H∞控制器的设计当中.最后,通过仿真算例证实了文中所给设计方法的有效性.     

时变采样周期网络化系统混合鲁棒H2/H∞控制

针对存在时变采样周期和时延的网络化控制系统,讨论混合鲁棒H2/H∞控制性能约束下控制问题.通过矩阵Jordan变换,将时变采样周期和时延的不确定性转变为系统参数的不确定性,建立了离散时间凸多面体不确定系统模型.利用矩阵不等式方法,设计了满足混合鲁棒H2/H∞性能的控制状态反馈控制器.对不稳定的连续时间系统,该控制器能使闭环系统保持渐近稳定并对外界干扰具有良好的抑制性.控制器存在的充分条件和具体参数通过求解线性矩阵不等式给出,计算简单.数值仿真结果表明所设计控制器的有效性.     

Robust H∞ control for neutral stochastic uncertain systems with time-varying delay

The problem of robust H∞ control for uncertain neutral stochastic systems with time-varying delay is discussed.The parameter uncertaintie is assumed to be time varying norm-bounded.First,the stochastic robust stabilization of the stochastic system without disturbance input is investigated by nonlinear matrix inequality method.Then,a full-order stochastic dynamic output feedback controller is designed by solving a bilinear matrix inequality(BMI),which ensures a prescribed stochastic robust H∞ performance level for the resulting closed-loop system with nonzero disturbance input and for all admissible uncertainties.An illustrative example is provided to show the feasibility of the controller and the potential of the proposed technique.     

不确定时变时滞切换系统的鲁棒H_∞控制

针对一类参数不确定时变时滞线性切换系统,研究了鲁棒H∞控制器的设计问题.首先利用积分不等式和引入自由权矩阵的方法,得到了系统稳定及控制器存在的一个充分条件.此条件依赖时滞大小但不要求时滞函数的导数信息.然后将其转化为线性矩阵不等式(LMI)表示,最后给出了算例说明该方法的有效性和可行性.     

基于神经网络的一类非仿射非线性系统的H_∞控制

利用隐函数定理和泰勒公式及中值定理,将非仿射非线性系统转变为仿射非线性系统,设计一个基于神经网络的控制器,该控制器由等效控制器和H∞控制器组成,能有效的保证闭环系统的稳定及跟踪误差渐近收敛于零,并且使干扰对系统的影响衰减到指定的性能指标.     

动基座光电跟踪装置的满意PID解耦控制

为了减小基座扰动和转台框架间的非线性耦合因素对动基座光电跟踪装置稳定跟踪性能的影响,设计了一种多指标约束下的满意PID解耦控制器。首先,通过分析框架间的运动学以及动力学关系,建立了转台系统的数学模型;其次,采用具有前馈项的控制输入变换实现系统模型的扰动解耦,并利用极点区域与输出方差上界指标约束下的H∞优化理论及线性矩阵不等式方法对PID跟踪控制器参数进行整定。最后对所提控制方法进行仿真验证,结果表明了其有效性和实用性。     

基于模糊平滑切换的直升机飞行控制与仿真

研究了直升机前飞状态下的模糊平滑切换控制方法和仿真验证问题。首先,在不同的平衡点,对直升机模型进行线性化,得到线性子模型集。再针对每个子模型,设计了基于遗传算法的H∞控制器。然后采用模糊平滑切换策略设计了全局控制器。最后对设计得到的直升机飞行控制系统进行了仿真。仿真结果表明,所设计的直升机飞行控制系统实现了前飞状态下不同速度的飞行控制,保证了控制过程的平滑性,达到了ADS-33D操纵品质水平1的要求。     

具有离散时滞和分布时滞的不确定中立型跳跃系统的鲁棒H2/H∞控制

研究了一类含有离散时滞和分布时滞的不确定中立型跳跃系统的H2/H∞控制问题,目的是设计一个状态反馈控制器使系统在满足H∞指标的前提下,H2性能最小。采用线性矩阵不等式技术(LMI)推导出H2/H∞控制器存在的充分条件,并将控制器的设计问题转化为具有LMI约束的凸优化问题。数值算例说明了该文方法的有效性。