基于LSSVM逆系统在污水处理系统DO控制中的研究

针对污水处理控制系统的非线性及时变等特点,在分析常规PID控制和模糊控制不足的基础上,以溶解氧DO为控制对象,提出一种由LS-SVM的逆模型与PID结合的复合控制系统,由LS-SVM辨识非线性系统的逆模型作为前馈控制器,形成直接逆控制。同时,由PID控制器构成反馈控制,克服直接逆控制鲁棒性不强的缺陷。仿真研究结果表明LS-SVM的逆模型辨识能力强,具有更好的抗干扰能力和鲁棒性。     

基于支持向量机逼近的内模控制系统及应用

针对同步发电机组汽门系统, 文章研究了一种基于支持向量机逼近的内模控制系统. 所研究的控制系统包括两个主要部分: 支持向量机逼近逆控制器、内模框架下的不确定性补偿. 由基于泰勒扩展的输入输出逼近模型计算逆控制律, 并由非线性系统辨识来实现. 同时, 采用一个鲁棒滤波器实现内模框架下的不确定性补偿. 针对汽门系统的仿真实验验证了该控制系统的优良性能.     

基于GA-SVM逆系统的机械臂内模控制

六自由度机械臂系统具有强耦合、多输入多输出、非线性的特性,且难以求解精确的动力学模型。针对上述问题,提出了一种基于GA-SVM逆系统的六自由度机械臂内模控制方法。将逆系统方法用于六自由度机械臂的解耦可以有效简化控制器的设计,为了避免逆系统方法复杂的解析过程,采用基于支持向量机(SVM)辨识逆系统模型以实现解耦,并用遗传算法(GA)优化SVM系统参数以提高模型的准确性。同时,为了弥补SVM辨识逆系统的误差以及抑制系统存在的扰动,设计内模控制器以保证系统的鲁棒性和稳定性。实验结果表明,该方法不需要知道六自由度机械臂的数学模型和内部结构,也能实现各关节位置的快速精确定位控制,且具有良好的鲁棒性,结构简单,需要调节的参数少,易于工程实现。     

考虑非线性执行器的补偿逼近模型控制

考虑执行器的非线性, 研究了一种带补偿的逼近模型控制系统. 该控制系统包含逼近模型控制器与补偿器.逼近模型控制器根据对象的输入输出线性化关系直接得出控制律, 并由支持向量机辨识对象模型来实现. 补偿部分采用反馈环节来提高系统的鲁棒稳定性, 并采用在线估计得到的逆模型来抵消执行器的非线性特征. 文章分析了该控制系统的稳定性, 针对励磁系统的仿真实验验证了其有效性能.     

增量式自适应逆控制及在过热汽温中的应用

被控对象的迟延和惯性特性是影响控制系统品质的重要因素之一.从常规PID增量式控制算法入手,在对具有迟延和惯性被控对象的动态特性进行定性分析的基础上,给出了一种改进型增量式控制算法的表达式;分析了被控对象校正逆模型的参数向量与控制器的参数向量之间的联系,进而将控制器的荻取与被控对象校正逆模型的建立相结合,将控制器的自适应过程归结为被控对象校正逆模型的在线辨识问题,通过对校正逆模型的在线辨识直接对改进型增量式控制算法中控制器的参数进行在线修正,形成了一种增量式自适应逆控制系统.将该方法应用于锅炉过热汽温控制系统中,并通过与常规PID串级控制和直接自适应逆控制系统的控制效果对比,验证了所提方法的有效性.     

基于LS-SVM/PID复合逆系统的预测控制

为了提高预测控制算法的控制性能,提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)/PID复合逆系统的预测控制算法。该算法在PID控制的基础上,利用LS-SVM离线建立被控对象的非线性逆模型作为前馈控制器,形成直接逆控制,其克服了逆系统方法鲁棒性不强的缺陷,并与原系统串联构成一个伪线性系统;然后,结合预测控制算法实现系统的预测控制。仿真结果表明,该算法具有较好的跟踪性能和抗干扰能力。     

基于支持向量机的船舶锅炉智能控制研究

在非线性系统逆控制的思想基础上,采用SVM辨识系统的逆模型,设计并实现了基于SVM的逆控制.为克服基于SVM输入输出数据辨识的逆模型不精确引起的逆控制不足,提出了一种SVM逆控制与模糊控制相结合的复合控制策略.在复合控制中,模糊控制器主要用来实现前期控制快速响应的要求.在此期间,逆辨识器在线调整其参数并完全传递给逆控制器.SVM逆控制器在后期起主要作用,以消除对被控系统的稳态误差.由于此复合控制系统中增加了反馈环节,因而比直接逆控制具有更优的性能和鲁棒性,有效解决了逆控制模型精确度要求的问题.将其应用于用锅炉蒸汽压力控制系统中,仿真证明了该复合智能控制策略是有效和实用的.     

基于支持向量机α阶逆系统方法的非线性内模控制

为了提高传统逆系统方法的鲁棒性和抗干扰能力, 提出了基于支持向量机α阶逆系统方法的非线性内模控制新方法. 该方法利用支持向量机辨识非线性系统的α阶逆模型, 并将其串连在原系统之前得到复合的伪线性系统. 对求得的伪线性系统采用内模控制方法进行控制. 仿真结果证明了该方法的有效性. 理论分析和仿真结果均表明, 该方法不依赖于系统的模型, 且较一般的逆系统方法鲁棒稳定性好, 设计简单, 跟踪精度高, 是解决非线性系统控制的一种可行的理论方法.     

支持向量机在PID控制器参数整定中的仿真研究

PID控制是应用最为广泛的控制方法,由于系统中存在非线性和时变性,影响建立精确的模型,系统性能.为了解决控制参数整定,改善系统性能,提出一种基于支持向量机的PID控制器参数整定方法.通过将支持向量机和PID控制器相结合建立支持向量机的参数整定模型,在控制过程中将PID控制的参数作为支持向量机的输入,构造参数自适应学习的PID控制器,在控制过程中动态调整PID的三个控制参数,进行仿真的在线整定.仿真结果表明,支持向量机的PID控制方法在处理非线性和时变系统时,提高了实时性能,增强系统稳定性,并获得更好的控制效果,为通用非线性PID控制器设计提供了依据.     

基于多模型和SVM逆系统单元机组解耦控制

火力单元机组协调控制系统是一个多变量、强耦合的控制系统,具有非线性、耦合和延迟等特性,其性能直接影响单元机组运行的安全性和经济性.为了有效解决火力单元机组协调控制系统的耦合特性和动态非线性,设计了基于多模型和支持向量机(SVM)逆系统的解耦控制方法,并进行了相应实验研究.针对一个300 MW单元机组的试验仿真模型,得到单元机组在5个典型工作点的线性化模型,然后对每个线性化模型分别设计SVM逆模型及其动态PID控制器,进而用模型线性组合成多模型全局控制系统.通过加权多项式选取合成的多模型控制方法,可以解决负荷大范围变化引起的非线性问题;支持向量机与逆系统的结合能很好地解决非线性系统的强耦合问题.仿真研究证明了这种控制算法设计的有效性和优越性.     

井下局部通风机储能型变流器控制策略研究

针对传统集中式变流器的结构已无法满足井下通风机应急供电需要的问题,设计了一种集充放电为一体的双级式井下局部通风机储能型变流器,该储能型变流器既能在系统停电时作为应急电源使用,又能实现电网正常运行时的无功补偿功能。提出了双级式储能型变流器的控制策略:当局部通风机的双回供电线路正常工作时,储能型变流器处于在线运行模式,PWM逆变器采用P/Q控制策略,此时主要对蓄电池进行充电并对电网进行无功补偿;当局部通风机的双回供电线路出现故障时,储能型变流器处于应急供电模式,PWM逆变器采用V/f控制策略。提出了一种基于状态反馈共电流内环的平滑切换控制策略,将V/f控制器状态与P/Q控制器的输出反馈至输入,用以解决储能型变流器在应急供电和在线运行时2种运行模式切换过程中产生的电流冲击问题,实现储能型变流器的平滑切换。仿真结果表明:在2种运行模式下,该控制策略可使变流器实现稳定运行,并能够实现平滑切换,具有较好的稳态与动态特性。     

Control of Grid Connected Photovoltaic Systems with Microinverters: New Theoretical Design and Numerical Evaluation

This paper addresses the problem of controlling grid connected photovoltaic (PV) systems that are driven with microinverters. The systems to be controlled consist of a solar panel, a boost dc–dc converter, a DC link capacitor, a single‐phase full‐bridge inverter, a filter inductor, and an isolation transformer. We seek controllers that are able to simultaneously achieve four control objectives, namely: (i) asymptotic stability of the closed loop control system; (ii) maximum power point tracking (MPPT) of the PV module; (iii) tight regulation of the DC bus voltage; and (iv) unity power factor (PF) in the grid. To achieve these objectives, a new multiloop nonlinear controller is designed using the backstepping design technique. A key feature of the control design is that it relies on an averaged nonlinear system model accounting, on the one hand, for the nonlinear dynamics of the underlying boost converter and inverter and, on the other, for the nonlinear characteristic of the PV panel. To achieve the MPPT objective, a power optimizer is designed that computes online the optimal PV panel voltage used as a reference signal by the PV voltage regulator. It is formally shown that the proposed controller meets all the objectives. This theoretical result is confirmed by numerical simulation tests.     

一种具有非线性动力学模型的智能电网快速分布式控制

将储能技术作为新兴调节功率的手段引入智能电网,为保障电网平稳运行提供新的思路.考虑到电力系统的暂态稳定问题与蜂拥控制问题的相似性,针对电力系统遭遇故障后恢复暂态稳定的控制问题,提出一种新的基于蜂拥算法的非线性分布式控制方案,该方案利用电机动力学方程中非线性项与系统频率之间的关系,引入系统状态反馈项以加快系统恢复暂态稳定性,通过外部储能设备对系统故障实施控制.最后,将该控制器应用在IEEE新英格兰39节点电力系统模型中,仿真结果验证了该控制器具有快速性、可实施性,并进一步验证了所设计的控制器在储能设备低容量条件下的有效性.     

基于DSP的能量回馈调速系统

介绍了基于最新电机专用控制DSP控制器0TMS320C240控制的IGBT能量回馈变频调速系统,主电路由变频器和有源逆变装置组成,其中对有源逆变装置采用电压和电流内环相结合的双闭环串级的控制方式,对功率因数进行校正,而变频器则采用闭环矢量控制方式进行调速。     

兆瓦级直驱式风力发电机组控制系统设计

为了降低系统控制难度、提高机组转化效率,提出了一种以复合励磁同步发电机作为发电机的兆瓦级直驱式复合励磁同步风力发电系统,该系统由不可控二极管 直流环节 并联SPWM逆变器组成的交/直/交变流器将风能转化为电能送入电网.该机组控制系统由机组主控制器、复合励磁控制器、逆变器控制单元、变桨距机构、偏航机构等构成.对机组控制系统中各个部件的功能和结构进行了分析和设计,并通过Profibus现场总线将这些部件构成了一个集散控制系统.     

An Adaptive Wireless Power Sharing Control for Multiterminal HVDC

Power sharing among multiterminal high voltage direct current terminals (MT-HVDC) is mainly developed based on a priority or sequential manners, which uses to prevent the problem of overloading due to a predefined controller coefficient. Furthermore, fixed power sharing control also suffers from an inability to identify power availability at a rectification station. There is a need for a controller that ensures an efficient power sharing among the MT-HVDC terminals, prevents the possibility of overloading, and utilizes the available power sharing. A new adaptive wireless control for active power sharing among multiterminal (MT-HVDC) systems, including power availability and power management policy, is proposed in this paper. The proposed control strategy solves these issues and, this proposed controller strategy is a generic method that can be applied for unlimited number of converter stations. The rational of this proposed controller is to increase the system reliability by avoiding the necessity of fast communication links. The test system in this paper consists of four converter stations based on three phase-two AC voltage levels. The proposed control strategy for a multiterminal HVDC system is conducted in the power systems computer aided design/electromagnetic transient design and control (PSCAD/EMTDC) simulation environment. The simulation results significantly show the flexibility and usefulness of the proposed power sharing control provided by the new adaptive wireless method.     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。     

一种基于规则和学习算法设计的电力系统智能PID控制器

提出了一种基于规则和学习算法设计的电力系统智能ＰＩＤ控制器的设计方法。通过对固定参数电力系统ＰＩＤ控制器性能的研究，验证并获得了一些关于电力系统电压和稳定性控制协调与鲁棒性的结论。在此基础上，研制出一种智能ＰＩＤ控制器，它由基于规则的开关控制和基于学习控制的算法组成。在单机无穷大电力系统中应用的非线性仿真表明，这种智能ＰＩＤ控制器满足电力系统电压和稳定性协调控制的要求，且具有较强的鲁棒性。     

Adaptive sliding mode control of interleaved parallel boost converter for fuel cell energy generation system

This paper deals with the problem of controlling energy generation systems including fuel cells (FCs) and interleaved boost power converters. The proposed nonlinear adaptive controller is designed using sliding mode control (SMC) technique based on the system nonlinear model. The latter accounts for the boost converter large-signal dynamics as well as for the fuel-cell nonlinear characteristics. The adaptive nonlinear controller involves online estimation of the DC bus impedance ‘seen’ by the converter. The control objective is threefold: (i) asymptotic stability of the closed loop system, (ii) output voltage regulation under bus impedance uncertainties and (iii) equal current sharing between modules. It is formally shown, using theoretical analysis and simulations, that the developed adaptive controller actually meets its control objectives.