具有未知干扰输入系统的滚动时域估计

针对具有不确定干扰输入信息系统,讨论了一种滚动时域估计(moving horizon estimation,MHE)方法.在系统含有未知干扰输入的基础上,利用最小方差无偏特性,得到了不受不确定输入影响的估计器.再融合预测控制的滚动优化原理,把系统的硬约束直接表述在优化问题中,并在每个采样时刻通过极小化优化问题的性能指标,估计出系统的初始状态和作用在系统上的扰动.仿真时与递推滤波方法比较,结果表明,MHE能处理系统约束,具有比递推滤波方法更好的估计性能.     

自适应通用模型控制在液压弯辊系统中的应用

针对非线性的电液伺服系统,提出一种利用基于输入等价干扰的通用模型控制算法(ICMC)来设计控制器新策略.该控制器用估计得到的输入等价干扰及时进行自适应前馈补偿.控制器参数整定方便,物理意义明确.ICMC控制器能有效地跟踪液压伺服系统的时变参数和不可测扰动,通过仿真实验表明,该控制方法对非线性的液压弯辊力系统实现自适应控制是正确有效的.     

含有未知扰动的阀控电液回转系统MFA-SM控制

针对阀控电液回转系统在围岩钻进过程中, 由于的参数不确定、未知负载以及外部扰动等非线性因素影响难以精确控制输出轴转速的问题, 设计了基于RBFNN扰动观测器的MFA-SM控制方案. 首先, 通过改进的动态线性化方法将电液系统等价线性化为仅与系统I/O数据相关的增量模型, 而未知负载及外部扰动则被合并为一个未知非线性时变项; 然后, 设计了RBFNN扰动观测器对该非线性项进行在线实时估计, 并根据系统的I/O数据来估计系统时变伪梯度参数;最后, 给出了相应的控制器设计。 仿真实验结果表明, 所设计的MFA-SM控制器能够对未知负载及外部干扰进行有效补偿, 相较于其他方法,该方案使得系统调节时间缩短了约10至15s, 最大超调量降低了7.4%左右, 且转速跟踪误差能够收敛到零。     

采用自抗扰控制器的永磁直线电动机速度控制

设计了一种基于自抗扰控制原理的永磁直线电动机调速系统。将系统内部模型的不确定性与系统的外部扰动统一视为系统的未知干扰，通过扩张状态观测器来估计，根据估计状态设计非线性反馈控制律进行直接反馈线性化补偿，使直线电动机速度调节转化为解耦的线性系统的控制。仿真结果验证了该控制策略对状态的正确估计，以及对摩擦力和纹波推力扰动对速度精度影响抑制的可行性和鲁棒性。     

永磁同步电机抗扰控制技术优化设计

在某些自动化设备中,对永磁同步电机常具有较高的稳定性要求和抗扰要求,故针对永磁同步电机位置伺服系统设计了一种高性能抗扰控制策略,采用等价输入干扰(EID)估计器来估计和补偿系统所受干扰,采用backstepping方法保证系统稳定性,并在此基础上引入电流前馈提升系统在负载突变时的响应速度,对系统的抗扰性能进行优化。仿真结果表明,所设计的抗扰控制策略可以使系统在干扰作用下保持较高精度的阶跃响应和信号跟踪能力,具有良好的稳定性和抗扰特性,对永磁同步电机抗扰控制技术优化有一定的可行性和参考价值。     

一类非线性系统的自组织模糊神经网络控制

针对一类MIMO不确定非线性有干扰且控制增益符号未知的系统进行跟踪控制的问题,提出了一种在线自组织模糊神经网络的改进算法,用以克服参数选择困难的问题,并基于该算法给出了一种自适应鲁棒控制方法。首先基于主导输入的概念将MIMO系统分解为多个SISO系统构成的系统,然后结合自组织模糊神经网络在线对系统中的未知函数进行逼近,对网络结构和参数实现在线调节,再利用Nussbaum函数来克服控制增益符号未知,并且引入鲁棒项及复合误差的估计来补偿复合误差。最后基于Lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统半全局一致最终有界。理论和仿真结果表明提出方法的有效性。     

基于等价输入干扰的分布式光伏电源出力控制策略

分布式电源能够改善配电网潮流分布,使得电力系统具有更高的能源利用率以及灵活性,然而分布式电源的不合理出力则难以充分发挥自身优势,并且死区效应、电网电压畸变及系统参数不确定性等不确定性扰动也会对电力系统的可靠性构成严重威胁。针对此问题,提出了基于改进的等价输入干扰方法(improvedequivalentinputdisturbance,IEID)的分布式电源出力控制方法。其中上层优化结构以配电网网损最小为目标,建立配电网优化降损模型并求解得到分布式电源出力值;下层控制结构基于所提IEID设计分布式电源控制策略,把模型耦合项、死区效应、网压畸变及系统参数不确定性等干扰对系统输出的影响等价到输入通道上,并对其进行估计和补偿,能够有效地抑制未知扰动并高精度跟踪上层输出的出力值,极大地改善并网电能质量。以某21节点真实居民配电网为算例,仿真结果表明所提方法具有较好的扰动抑制能力,能够自主平稳出力,降低配电网网损。     

基于滑模变结构控制的感应电机系统容错控制

速度传感器是感应电机控制系统中重要且脆弱的环节。提出了一种容错控制策略。利用滑模变结构控制理论建立滑模磁链观测器,基于等效控制原理,利用该观测器设计速度估计器重构转速。通过速度估计器对速度传感器进行状态监测。当传感器故障时,隔离传感器,利用估计转速作为系统的反馈,保证系统连续运行,从而实现速度传感器故障时对电机系统的容错控制。仿真验证了该方法的有效性。     

基于铜耗最小原则的混合磁路电机哈密顿速度控制

针对电机传统控制策略依赖模型精确性、对参数变化敏感等问题,从能量的观点出发,利用哈密顿能量系统理论来设计混合磁路电机的速度控制器。根据铜耗最小原则下的最优电流控制原理确定了系统期望的平衡点;利用互联和阻尼配置的方法,设计了系统在负载转矩已知时的速度控制器;并利用负载转矩估计器在线观测负载转矩,由此设计了系统在负载转矩未知时的速度控制器;同时给出了平衡点的稳定性分析。仿真结果验证了该控制策略具有较好的控制效果,对系统参数变化具有较好的鲁棒性。     

感应电机高性能鲁棒速度跟踪控制器设计

针对系统模型不确定性和干扰对矢量控制性能的影响,利用Q-参数化理论设计控制器,设计了一种简单有效的感应电机速度控制策略。该速度控制器由鲁棒转子磁链估计器(RRFE)以及参考模型跟踪控制器(RMTC)两个部分构成。RRFE主要用于转子磁链估计,以确保转子磁链获得快速准确的定向,而RMTC则在电机参数发生变化和出现干扰的情况下,获得磁链和转速的渐进跟踪性能。仿真试验结果表明,干扰得到有效抑制,系统具有较好调速性能。     

面向电力扰动数据分析的暂态扰动检测

面向电力扰动数据分析提出了一种暂态电力扰动检测方法。针对IEC推荐的暂态电能质量检测标准中波形对比法的缺陷,将改进型波形对比检测和有效值检测相结合,同时针对电压和电流数据进行检测,对暂态形式的电能质量及非电能质量扰动都具有较高的敏感性。通过应用于现场实测扰动数据表明,该方法能够有效检测出各类暂态电力扰动,较好的解决了检测灵敏度同所需数据量之间的矛盾,能够满足电力扰动数据分析对扰动检测的基本要求。     

基于扰动功率法的短期电能质量扰动源判定

文中采用扰动功率法对电压骤升、电压骤降、短时停电等短期电能质量扰动进行扰动源的判定,对公共连接点的各个支路,其扰动功率初始峰值极性作为扰动方向判定的依据,极性不同的支路为扰动源所在的支路.仿真结果表明,该方法对判定电压骤升、电压骤降、短时停电等短期电能质量扰动的扰动源有较好的效果.     

基于扰动功率法的短期电能质量扰动源判定

采用扰动功率法对电压骤升、电压骤降、短时停电等短期电能质量扰动进行扰动源的判定,对公共连接点的各个支路,其扰动功率初始峰值极性作为扰动方向判定的依据,极性不同的支路为扰动源所在的支路。仿真结果表明,该方法对判定电压骤升、电压骤降、短时停电等短期电能质量扰动的扰动源有较好的效果。     

中包称重控制系统的抗干扰措施

分析了中包称重系统的干扰源,并提出了相应的抗干扰措施。     

基于扰动功率法的短期电能质量扰动源判定

采用扰动功率法对电压骤升、电压骤降、短时停电等短期电能质量扰动进行扰动源的判定,对公共连接点的各个支路,其扰动功率初始峰值极性作为扰动方向判定的依据,极性不同的支路为扰动源所在的支路。仿真结果表明,该方法对判定电压骤升、电压骤降、短时停电等短期电能质量扰动的扰动源有较好的效果。     

基于观测器模型的直线电机干扰抑制技术的研究

与旋转电机相比，直线电机由于减少了齿轮等中间传输环节更容易受到干扰力的影响，所以提高直线电机控制系统的抗干扰性能具有非常重要的意义。文中在建立直线电机干扰模型的基础上提出了一种有效减弱直线电机电磁推力波动干扰的方法。该方法采用干扰观测器和迭代学习算法相结合的策略，从而可以抑制干扰力对直线电机控制系统的影响。并因此可以获得很高的稳态位置精度。仿真结果和实验结果显示，在采用该文设计的基于干扰观测器反馈和迭代学习相结合的抗干扰系统后，直线电机位置系统可以达到较好的抗干扰效果，而且可以达到更高的定位精度。     

基于小波熵和BP神经网络的孤岛检测与扰动辨识

提出基于小波熵和BP神经网络的孤岛检测技术,将小波变换的多分辨率分析与信息熵技术结合,能够有效地区分电网扰动与孤岛现象的内在不同。仿真实验表明该方法具有较高的准确性。     

扰动观测器和等价性

为了克服控制系统中摩擦等随机扰动的影响，研究了扰动信号模型，给出其随机游走的状态空间模型，设计了有限拍扰动观测器和状态反馈加积分控制两种扰动补偿方案对扰动进行了补偿。通过对这两种方案的对比，证明了二者的等价性。仿真结果表明了这两种方案均能够实现一拍补偿。如果使二者的特征方程也相等，则这两个等价系统的扰动响应也完全相同，但从实际控制系统考虑，由于控制输入信号受限，用扰动观测器进行扰动补偿的效果更佳。以球一杆控制系统为例，给出了以上两种方案的设计过程，并进行了实验验证。     

永磁直线同步电机ADRC控制系统

纹波推力扰动、负载扰动、摩擦力扰动和其他不确定性扰动严重影响永磁直线同步电机(PMLSM)控制系统的性能,对控制系统的抗干扰能力提出了更高的要求。本文采用自抗扰控制(ADRC)方法,利用扩张状态观测器估计所有未知扰动作用量并给予实时动态补偿,从而抑制未知扰动实现"自抗扰"控制,同时估计出速度及其微分;跟踪微分器给出了一种计算微分的有效方法,并根据PMLSM的承受能力安排速度指令过渡过程;采用更合适的非线性PD误差反馈率计算控制量。利用基于Matlab/Simulink的xPC Target构建控制系统实验平台,实验结果表明,采用ADRC的PMLSM控制系统具有很强的抗扰性和静动态特性。     

三相不平衡扰动源的定位

通过仿真算例研究了在正常运行工况下导致公共耦合点电压产生不平衡现象的主要因素。以不平衡负序分量为例,提出将公共耦合点上游侧的不平衡源等效为戴维南等值电路,建立了判定公共耦合点不平衡扰动源所处位置的数学分析模型,进而提出了划分不平衡责任的指标。从公共耦合点的电压和电流数据中,选出在负荷侧波动而在系统侧基本保持恒定的数据用于估算上游侧戴维南等值电路参数,该方法不需同步采样数据、不受系统频率变化的影响。仿真算例验证了所提方法的有效性和精确度。