电力系统元件非线性微分-代数子系统模型的逆系统控制:一种新算法

针对电力系统元件非线性微分-代数子系统模型,本文提出一种新算法研究其逆系统控制问题.所提出的新算法不需要对控制输出及其高阶导数做复杂的变换,具有更好的应用性.本文的逆系统控制方法主要分为两步:第1步,利用所提出的新算法来判断被控元件的可逆性,若可逆,则基于状态反馈与动态补偿,构造出元件的α阶积分右逆系统,实现复合系统的线性化和解耦;第2步,利用线性控制的理论和方法设计闭环控制器,使得元件被控对象满足期望的性能指标.最后按照本文所提出的方法,研究了多机电力系统的分散非线性汽门控制问题.仿真结果验证了本文所提方法的有效性.     

MIMO系统求逆的Interactor算法改进

针对多输入多输出系统求逆的Interactor算法出现异常中断和不能给出构造性逆的问题,提出了在实施Interactor算法之前对输出交换输出次序、在算法过程中若出现异常时采用恢复方法、间接求逆、引入控制输入动态的改进策略,为提高可逆性的判定功效和实现逆系统的完全解析构造提供了有效的方法。算例和仿真说明了改进的Interactor算法的有效性。     

空气重介流化床的基于逆系统方法的内模控制

为了提高大型空气重介流化床（ADMFB）的鲁棒性和抗干扰能力，提出了基于人工神经网络（ANN）逆系统方法的内模控制.在分析ADMFB系统可逆性的基础上，该方法利用ANN辨识得到的原系统逆模型与原系统相串连，运用逆系统方法的思想，将该多变量、非线性、强耦合的系统通过反馈线性化，解耦成多个相互独立的单输入单输出（SISO）的伪线性子系统，对求得的伪线性系统采用该方法进行控制.ADMFB的仿真结果表明，该方法不依赖于系统的精确数学模型，对恒值扰动具有良好的抑制能力，并当非线性参数发生变化或逆系统存在建模误差时，由该方法设计的闭环系统均具有良好的鲁棒稳定性.     

仿射非线性奇异系统的渐近输出跟踪

考虑一类仿射非线性奇异系统的渐近输出跟踪问题.通过解耦算法构造一个非线性坐标变换，使得系统在新坐标系下呈现出更简单的形式，利用这个形式给出了仿射非线性奇异系统的渐近输出跟踪问题可解的充分条件，并构造出反馈控制律，使得对应的闭环系统有唯一有界可微解，且当时间趋向于无穷大时闭环系统的输出误差趋向于零.并通过实例说明方法的可用性.     

支持向量机α阶逆系统控制——连续非线性系统

针对传统逆系统方法中逆模型难以建立的问题，提出了连续非线性系统基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)α阶的逆系统控制方法.该方法用具有径向基核函数(RBF)的LS-SVM，离线建立被控对象的静态非线性逆模型.由静态非线性逆模型外加若干表征非线性动态特性的积分器, 构成了连续非线性系统的α阶逆系统.将得到的LS-SVM α阶逆系统串连在原系统之前，得到基本上线性化的伪线性系统，进而将复杂的非线性问题转化为线性问题.仿真结果表明，在没有被控对象先验知识的情况下，利用该方法能准确地建立连续非线性系统的逆模型.基于SVM的α阶逆系统方法适应于较一般的连续非线性系统，且具有良好的控制性能.     

支持向量机α阶逆系统控制-离散非线性系统

针对传统逆系统方法中逆模型难以建立的问题，提出了基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的α阶时延逆系统控制方法.通过分析LS-SVM的函数拟合特性，以离散非线性系统为例，证明了基于LS-SVM阶时延逆系统存在的充分条件.利用具有径向基(RBF)核函数的LS-SVM，离线建立了被控对象的非线性逆模型.把得到的逆系统串连在原系统之前，得到基本上线性化的伪线性复合系统，将复杂的非线性问题转化为线性问题，利用线性系统的理论实现了伪线性系统的综合.仿真结果表明，该方法适应于较一般的离散非线性系统，且在没有被控对象先验知识的情况下，能准确地建立非线性系统的逆模型.     

基于等效小参数法的高阶非线性自治系统周期解的计算

基于等效小参数法基本思想 ,应用分解法原理 ,通过引入逆算符和选择合适的线性与非线性算子 ,提出了一类高阶非线性自治系统周期解的逆算符表达的递推算法 ,并利用Mathematica计算机代数语言开发出相应的软件系统 ,实现了该算法的计算机自动求解 .文中给出了计算实例 ,并将本文算法所得结果与四阶龙格 库塔 (Runge Kutta)数值方法的计算结果作了比较 .实际计算结果表明 ,该算法具有较高的计算精度和较大的普适性 ,是求解一类非线性自治系统周期解的有效方法     

刚体转动渐进跟踪控制的逆系统方法

逆系统方法是以非线性控制为目的,以直接分析为途径,以动态系统的逆概念为核心。该文将逆系统方法应用于刚体动力学中,运用非线性控制的逆系统方法设计Euler动力学方程的控制器,通过对一个陀螺的外力矩进行实施控制,使刚体在动坐标系下的角速度稳定跟踪指令,来实现对刚体转动的渐进跟踪控制。     

应用逆系统方法求解电力系统的非线性控制律

微分几何方法有效地解决了一系列的电力系统非线性控制问题，但因需要确定非线性变换，故必求解微分方程组，所以其求解控制律的过程比较繁琐。本文提出：由于电力系统数学模型形式的特殊性，非线性变换可直接确定，而无须求解微分方程组。另一方面，逆系统方法和微分几何方法本质是等价的，而逆系统方法的物理意义直观，不局限于仿射型系统，使用时仅需求导运算和代数运算，其求解控制律过程比较简捷，便于工程应用。作者以电力系统的汽门非线性控制为例，证明两种方法所得控制律是相同的。本文的结论可简化汽门控制，励磁控制，换流站控制，无功补偿器控制等问题的求解过程，亦适用于其它领域中类似的非线性控制问题。     

基于神经网络的非线性系统复合内模控制

利用RBF神经网络逼近连续非线性系统的α阶积分逆系统,并对原非线性系统及其逆系统构成的伪线性系统采用内模控制方法进行复合控制,从理论上分析了滤波器对跟踪误差的影响,仿真结果表明,内模控制与逆系统方法相结合的复合控制方案是处理非线性问题比较有效的方法之一。     

Inverse Control of Nonlinear Servo System Based on Neural Networks

ＩｎｖｅｒｓｅＣｏｎｔｒｏｌｏｆＮｏｎｌｉｎｅａｒＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓＷＡＮＧＣｈａｎｇｈｏｎｇＸＵＬｉｘｉｎＧＡＯＸｉａｏｚｈｉＺＨＵＡＮＧＸｉａｎｙｉ（王常虹）（徐立新）（高晓智）（庄显义）（Ｄｅｐｔ．...     

自行车机器人动力学建模与MIMO反馈线性化

基于拉格朗日方法建立了自行车机器人的1种多输入多输出动力学模型．为了达到使自行车机器人保持自平衡的目的，将车把转动角度、车体倾倒角度和后轮转动速度作为系统输出；将转动车把的力矩、调节质心的力矩和后轮的驱动力矩作为系统输入．从而构建了1个具有3个输入、3个输出的仿射非线性系统．基于多输入多输出仿射非线性系统的输入输出线性化理论对其进行分析，通过精确线性化得到了等效的线性系统．对该等效线性系统进行了分析，并通过状态反馈实现了极点配置．通过计算机仿真验证了该控制律的有效性．     

SM4密码算法S盒的量子电路实现

SM4密码算法是我国国家密码管理局2006年公开发布的用于WAPI的分组密码算法,2021年6月成为国际标准。S盒作为唯一的非线性组件,其安全性直接影响到SM4算法的安全性。该文首次给出SM4密码算法S盒的量子电路实现。根据S盒的代数表达式,首先利用高斯消元法给出表达式中仿射变换的量子电路,然后把求逆元运算转换为求该元素的254次方,再分别给出对应的平方计算和乘法计算的量子电路,最后通过改进的Itoh-Tsujii算法给出S盒的量子电路。量子电路的复杂度分析表明:所给出的S盒的量子电路共用48个量子比特,592个量子门,电路深度为289,具有较高的效率。该研究将会对量子环境下SM4密码算法的安全性分析奠定基础。     

非线性系统线性化的最优性

本文探讨了非线性系统状态反馈线性化问题,并讨论了非线性系统最优调节器的逆问题,在此基础上,研究了非线性系统状态反馈线性化的最优性,给出了一类非线性系统线性化综合的一个最优性指标。数值仿真验证了本文提出方法的正确性。     

非线性不等式组的最小二乘解

本文给出了求非线性不等式组最小二乘解的一种方法。它是S.P.Han的工作[1]的一种推广。算法在每步迭代中利用广义逆矩阵来确定搜索方向。我们讨论了算法的收敛性,给出了所提出算法的收敛性定理。     

永磁同步电动机自适应逆控制系统设计

针对永磁同步电动机的非线性、多变量、强耦合的复杂系统,提出了一种改进自适应逆控制策略。该控制策略将改进的径向基函数神经网络与FIR滤波器并联作为非线性自适应滤波器,用于系统的建模辨识、扰动消除器和自适应逆控制器的设计。同时,采用改进的变步长LMS算法对非线性滤波器的参数进行在线优化,提高了非线性滤波器的收敛速度和精度,进而提高了自适应逆控制的性能。仿真对比分析和实验结果表明,采用提出的改进自适应逆控制策略的永磁同步电动机控制系统具有良好的动、静态特性和较强的鲁棒性。     

PSO算法在3D打印喷头温度传感器非线性特性校正中的应用

将微粒群优化(PSO)算法应用于3D打印喷头温度检测系统的非线性特性校正. 在温度传感器特性无法准确获取的情况下,给出了基于PSO算法和逆模型实现非线性特性的线性化校正的一般实现思路和步骤. 首先对采集到的样本进行特征分析,提炼出温度传感器非线性特性的逆模型,再利用PSO算法对逆模型中未知参数进行优化求解,从而实现了3D打印喷头温度非线性特性的线性化校正. 最后,对3D打印喷头温度检测系统进行了实验研究,对比了逆模型的PSO参数优化求解和Matlab曲线拟合求解的实验结果,验证了本文基于PSO的喷头温度非线性特性的线性化校正方法的可行性,并可以扩展到一般非线性传感器的线性化校正应用中.     

OFDM 系统功率放大器的自适应预失真线性化

对正交频分复用(OFDM)传输系统中大功率放大器的自适应预失真方法进行了研究。采用Wiener模型描述大功率放大器的输入输出关系, 该模型的结构是线性动态特性环节后级联一个无记忆的非线性静态单元,可以用一个复系数幂级数展开式来近似表示。为了补偿功率放大器的非线性失真, 用具有Hammer stein 结构的预失真器构成该功率放大器的逆系统, 并用递推最小二乘算法在线辨识预失真器的未知参数。该算法用于OFDM 系统时, 得到了一个快速的参数收敛特性。利用MATLAB 数值仿真考察了自适应预失真方法的有效性, 仿真结果表明,它可以有效实现从预失真器输入到功率放大器并实现输出的线性化     

超冗余移动机械臂的逆运动学快速求解

为了快速并精确地求解一类冗余移动机械臂(MM)运动学的优化逆解,提出了一种基于遗传信
赖域算法和解析解法相结合的运动学求逆方法. 首先使用解析解法求出机械臂逆解关于移动
车运动参数的表达式,据此表达式引入关节最佳柔顺性准则确定信赖域算法的目标函数;然
后用遗传信赖域算法快速求解此只包含移动车运动参数为自变量的目标函数的最优化问题,
据此求出运动学逆解. 仿真算例表明,该方法能快速求出精确和优化的运动学逆解.