基于动力学等价的一种通用控制器的设计

在动力学运动方程的基础上,构建了一种系统状态观测器,该观察器能够精确估计被控对象的位置、速度和加速度而无需知道其数学模型。在此基础上,设计了一种通用控制器,该控制器通过系统运动的位置、速度和加速度的负反馈作用,把原被控对象的输出轨迹引导控制到期望的系统输出轨迹,能提高系统的控制品质和鲁棒性能。分析了PID控制器、内模控制器、状态控制器、预测控制器和鲁棒控制器的算法特性,指出这些控制器与所设计的通用控制器在动力学意义上具有等价性。     

分数阶PI^λD^μ控制器控制性能的研究

现实控制系统研究中存在很多分数阶系统,因此对系统提出了分数阶PI~λD~μ控制器,控制器将传统整数阶PID控制器的微分与积分阶数扩展到分数,增加了两个参数微分阶数μ和积分阶数λ.为了对比研究分数阶系统分别在分数阶PI~λD~μ控制器控制下和在整数阶PID控制器控制下的系统性能,针对一个典型的分数阶系统,分别设计两类控制器,再进行性能比较.实验仿真结果表明,与整数阶PID控制器相比,该系统在分数阶PI~λD~μ控制器控制下整个闭环系统具备较好的动、静态性能,并且鲁棒性较强,说明分数阶PI~λD~μ控制器控制性能的优越性以及当被控系统为分数阶系统时应该设计分数阶PI~λD~μ控制器.     

非线性大系统的分散线性化与分散控制

将非线性控制系统的精确线性化方法应用于非线性大系统,提出了非线性大系统 的分散线性化方法,并得到了非线性系统可分散线性化的充要条件.按照这个方法,可将难度 较大的一类非线性大系统分散控制器的设计转化为易于处理的线性大系统分散控制器的设 计.在得到该线性大系统的分散控制器后,可通过分散坐标变换的逆变换将线性大系统的控 制器变换为原非线性大系统的控制器.同时,控制器的分散性保持不变.该方法明显地降低了 该类非线性大系统分散控制器的设计难度.     

非线性零阶接近有界多模型神经网络自适应控制器

针对一类单变量非线性离散时间系统,提出一种零阶接近有界的多模型神经网络自适应控制器。该控制器包含一个非线性鲁棒自适应控制器和一个非线性神经网络自适应控制器。当系统非线性项放宽到零阶接近有界时,这两个控制器分别用于保证系统的稳定性和提高系统的性能,系统的控制输入由切换机构在两个控制器之间进行切换产生。最后给出了稳定性和收敛性证明,并通过仿真实验验证了该控制器的有效性。     

一类不确定广义系统的分散容错控制

讨论一类不确定广义系统分散容错控制器设计问题.首先利用线性矩阵不等式(LMI)设计分散状态反馈控制器,使得广义系统执行器未出现故障时渐近稳定;接着针对广义系统的部分执行器出现故障的情况设计分散状态反馈控制器,使得闭环广义系统渐近稳定;进而利用LMI设计广义系统在分散状态反馈作用下具有完整性的容错控制器;同时对传感器故障情形设计了广义系统在分散输出反馈作用下具有完整性的容错控制器,得到了不确定广义系统关于执行器和传感器的分散容错控制器设计的方法.将所设计的控制器用于实际电子网络系统,验证了所提出方法的有效性.     

新型直流输电系统的非线性控制研究

为了进一步改善新型直流输电系统的控制性能,提高系统运行的稳定性,首先简要分析了新型直流输电系统的原理及其控制特性,在此基础上,将非线性控制理论中逆系统方法设计控制器的理论引入到新型直流输电系统的控制策略中,提出了利用逆系统方法的新型直流输电系统非线性控制方式,并相应地设计了逆系统方法的非线性控制器及传统直流输电PID控制器。通过对新型直流输电系统控制性能进行仿真实验,将所设计的两种控制器进行比较,结果表明,对于逆系统方法的非线性控制器较之传统直流输电PID控制器,具有更为优良的控制性能。     

基于虚拟控制模型的控制器远程维护系统

为了保障控制器软件故障时控制系统的动态性能,解决控制器的故障检测、远程升级问题,介绍了控制器故障测试方法,提出了远程虚拟控制维护系统的基本模型,设计了基于互联网的控制器虚拟维护系统,并系统地阐述了虚拟维护系统实现的软件结构、网络通信结构和基于Web的用户接口等关键问题。     

PSO优化分数阶PIλ控制的双闭环直流调速控制

将分数阶PIλ控制器应用在双闭环直流调速系统的速度调节器上,以提高调速系统的控制性能。PI和PIλ控制器参数的整定通过粒子群优化算法。重点研究了分数阶PIλ控制器作为速度控制器的双闭环直流调速系统的稳定性、快速性。为了分析比较两种控制器的鲁棒性,将系统的前向通道的增益增加了10%～60%,在相同条件下,对基于PI/PIλ的双闭环直流调速系统进行了仿真实验。仿真研究结果表明,采用分数阶PIλ控制器的双闭环直流调速系统的稳定性、快速性和鲁棒性均优于普通PI控制器的系统。     

随机系统的多模型直接自适应解耦控制器

针对多变量离散时间随机系统, 提出了一种采用广义最小方差性能指标的多模型直接自适应解耦控制器. 该多模型控制器由多个固定控制器和两个自适应控制器构成. 固定控制器用以覆盖系统参数的可能变化范围, 自适应控制器用以保证系统的稳定性和提高暂态性能. 该多模型控制器利用矩阵的伪交换性和拟Diophantine方程性质, 基于广义最小方差性能指标, 将随机系统辨识算法和最优控制器设计相结合, 直接辨识出控制器的参数, 通过广义最小方差性能指标中加权多项式的选取,不但实现了多变量系统的动态解耦控制, 而且消除了稳态误差、配置了闭环极点. 文末给出了全局收敛性分析. 仿真结果表明该方法明显优于常规自适应控制器.     

Inter Control控制器在掘进机电控系统中的应用

分析了掘进机现场工况对电控系统中控制器的要求;针对以传统PLC为核心的掘进机电控系统存在防护等级低、环境适应性差等问题,基于现有的专用控制器性能比较,选用Inter Control专用控制器作为掘进机电控系统的核心,详细介绍了该电控系统的硬件组成和控制器程序设计方案。Inter Control控制器已成功应用于某全岩掘进机电控系统中。井下工业性试验结果表明,该电控系统克服了传统PLC电控系统的缺点,且运行稳定可靠,未出现通信故障。     

Adaptive controller for tracking power profile in a fuel cell powered automobile

In this paper, a model reference adaptive controller is designed using the Lyapunov method, for tracking a time varying power profile in an automobile powered by a fuel cell. The adaptability of the controller is tested by implementing the controller on different power profiles which simulate actual power requirement of different road conditions. The performance of the adaptive controller is compared with a conventional PID controller and it is observed that the adaptive controller has superior performance.     

Research on the Low-order Control Strategy of the Power System With Time Delay

In this paper, the design problem of the low-order controller is considered for the power system with a fixed time delay. A linear model of the power system with time delay is firstly established. Then the proportional-integral-differential (PID) controller, which is the typical low-order controller, is designed to improve the stability of the power system. The stabilizing region of the PID controller is obtained. The control parameters chosen arbitrarily in the resultant region can ensure the stability of the power system. Finally, based on the stabilizing result, the PID controller satisfying the H_∞ performance index is designed, which improves the robustness of the whole power system. The main advantage of the proposed method lies in that there is no need to approximate the model of the power system. The method can be further extended to the power system which is more complex.      

Multi area AGC scheme using imperialist competition algorithm in restructured power system

This paper is focused on optimization based design methodology and application of PID controller in restructured, competitive electricity market environment, for AGC problem. The paper compares two search algorithms for designing of PID controller used for AGC in multiarea power system. The optimal parameters of PID controller have been determined with the use of Imperialist Competitive Algorithm (ICA). A deregulated scenario has been considered to develop the model of the multiarea AGC scheme. This paper presents that the ICA tuned PID (ICA-PID) controller can optimally regulate the generators output and can provide the best dynamic response of frequency and tie-line power on a load perturbation. The performance of proposed controller has been checked on 2-area thermal power system and 3-area thermal-hydro power system with the consideration of generation rate constraint (GRC). The results obtained by ICA-PID controller and genetic algorithm tuned (GA-PID) controller have been compared on the basis of performance parameters (settling time and oscillations). It is seen that ICA-PID controller shows the better performance as compared to GA-PID controller.     

用于SVC的一种模糊非线性变结构控制方法

采用直接反馈线性化方法得到有SVC单机无穷大系统线性模型状态方程。以此为被控对象,设计了一个滑膜变结构控制器,将滑膜切换面函数值及其变化率作为模糊控制器输入,以调整控制量输出。通过仿真验证,所设计的SVC模糊滑膜控制器可以有效的改善系统功率环境,受到扰动时可以迅速的平息功率的变化。     

基于FPGA和NiosII的逆变焊接电源控制器

设计了基于FPGA和NiosII软核的全数字逆变焊接电源控制器,采用变参数PID和改进的I—I型双闭环电流一弧长控制策略,并应用于数字化MIG焊接电源系统中。介绍了该电源控制器各模块的功能及设计方案,分析了MIG焊接电流和孤长的控制问题,并进行了仿真和实际焊接试验。     

一种改进的双馈风力发电网侧变流器控制策略

针对不平衡电网中负序分量对双馈式风力发电机组输出电压产生二倍频扰动的影响,该文提出了比例积分谐振控制和变结构滑模变结构控制策略相结合的网侧变流器控制策略。将比例积分谐振控制器作为主控制器,抑制电网电流中的负序分量。滑模变结构作为辅助控制器,通过对实时功率控制,实现输出功率稳定输出。并在Matlab/Simulink平台进行仿真验证,结果表明可有效抑制负序分量对风力发电机组的影响。     

Design of intelligent power controller for DC–DC converters using CMAC neural network

DC–DC converters are the devices which can convert a certain electrical voltage to another level of electrical voltage. They are very popularly used because of the high efficiency and small size. This paper proposes an intelligent power controller for the DC–DC converters via cerebella model articulation controller (CMAC) neural network approach. The proposed intelligent power controller is composed of a CMAC neural controller and a robust controller. The CMAC neural controller uses a CMAC neural network to online mimic an ideal controller, and the robust controller is designed to achieve L ₂ tracking performance with desired attenuation level. Finally, a comparison among a PI control, adaptive neural control and the proposed intelligent power control is made. The experimental results are provided to demonstrate the proposed intelligent power controller can cope with the input voltage and load resistance variations to ensure the stability while providing fast transient response and simple computation.     

具有同步续流的电动车用直流电机控制器设计

由于直流电机控制器是电动车中的核心部件,又是故障率最高的部件,其损坏的主要原因是车辆持续重载运行时控制器功耗过大,而控制器通常又都安装在较密闭的空间里,通风不良,散热条件差,若功耗大就会造成温度快速升高,容易发生过热损坏。针对当前直流电机控制器续流损耗大、效率低的问题,提出了基于同步续流的直流电机控制系统设计方案,通过Matlab建立系统仿真模型,进行相关仿真研究来验证方案的可行性,大量的仿真研究结果证明了设计方案的正确性。     

Intelligent control of SVC using wavelet neural network to enhance transient stability

In order to enhance transient stability in a power system, a new intelligent controller is proposed to control a Static VAR compensator (SVC) located at center of the transmission line. This controller is an online trained wavelet neural network controller (OTWNNC) with adaptive learning rates derived by the Lyapunov stability. During the online control process, the identification of system is not necessary, because of learning ability of the proposed controller. One of the proposed controller features is robustness to different operating conditions and disturbances. The test power system is a two-area two-machine system power. The simulation results show that the oscillations are satisfactorily damped out by the OTWNNC.     

温差发电控制系统的设计

针对温差发电受到外界因素的影响会出现非正常工作的情况,文章以独立的温差发电系统作为研究对象,研究了现有的温差发电系统中的温差发电控制器的优缺点,分析导致温差发电控制器工作不稳定的原因,并在现有的温差发电控制器的基础上,提出了利用DC-DC变换器结合MPPT中的扰动观测法进行改进,实验表明,该温差发电控制系统可以有效的解决温差发电的不稳定性。