基于扩张状态观测器的反馈线性化无人飞行器姿态控制

随着集成电子等技术逐渐成熟,无人飞行器得到了广泛的关注和应用;其中,由于飞行器在飞行阶段具有高响应速度、耦合动力学和非线性等特点,使其在飞行阶段的姿态控制成为该领域重点研究的方向之一;针对该研究方向,文章提出了一种基于反步法技术的反馈线性化无人飞行器姿态跟踪控制方案来解决其在受到环境干扰的条件下可以精准跟踪姿态角度的问题;在该方法中,设计了反步法技术拆分简化模型和反馈线性化减少调节参数,并利用扩张状态观测器(ESO)来对扰动进行估计和补偿,同时给出了ESO的收敛性和闭环系统的稳定性来证明该方法的可实施性;最后给出了仿真结果,验证了该方法在干扰的环境下仍可以精准控制无人飞行器姿态。     

混合磁路电机结构化建模与控制仿真

研究了混合磁路电机动态数学模型的结构化实现,结构化模型物理意义明确,而且结构简单.是混合磁路电机实用化的重要一步.并利用直接反馈线性化理论(DFL)建立了解耦控制器,将混合磁路电机解耦成三个独立线性子系统.仿真结果表明,基于直接反馈线性化控制设计及结构化模型的混合磁路电机控制系统具有良好的动态性能.     

非线性系统的线性化

由于非线性系统线性化时采用泰勒展开式可能会得出错误的结果,指出了系统的线性化应该是在方程式推导过程中同时进行.对磁悬浮系统,在拉格朗日方程建立过程中求取相应的偏导数从而得出系统的线性化方程.给出了用Simulink的非线性系统仿真方法,并用非线性系统在小偏差下的仿真结果与线性化系统的结果进行对比.结果表明,这样的求取过程物理概念清楚、简单,有助于正确列写系统的方程式.     

特殊流形上的三相交流异步电机传动系统

介绍微分几何反馈控制方法,应用电压激励来实现控制PWM逆变器异步电动机系统,在特殊的流行上,构造性地给出了变换性矩阵的形成方法,采用非线性变换和非线性反馈,把这种多变量、非线性、强耦合的传动系统映射为2个独立的线性子系统,仿真结果表明可以实现系统的动态解耦和局部线性化。     

三相电压型逆变器的一种非线性复合控制策略研究

为了减少在三相电压型逆变器系统中应用精确线性化时选择反馈增益矩阵参数的随机性,提出将精确线性化方法和反步法结合起来应用于此系统中.首先根据非线性微分几何理论,验证了该系统仿射非线性模型满足2输入2输出系统精确线性化的条件.经过非线性坐标变换得到系统的参数严格反馈形式模型,再根据反步法的设计步骤,逐步设计虚拟控制相量和中间控制相量,使系统的状态分量具有渐近稳定性,从而得到原非线性系统的控制模型.最后通过实验验证了该复合控制策略的可行性.     

约束条件下的舵鳍联合减摇控制研究

舵鳍联合减摇是一种新型减摇方法。在已有研究文献的基础上,基于输入输出线性化的鲁棒控制器设计方法,针对某集装箱船设计舵鳍联合减摇控制器,并重点研究舵速、鳍速限制对减摇效果与航向保持效果的影响,探讨舵速与鳍速之间的制约关系。仿真结果表明鳍速越低、舵速越高则减摇效果越好,但舵速、鳍速均有一上限值,超过上限值后,舵速、鳍速变化对减摇效果及航向保持效果的进一步改善不再明显。     

Stabilization of strict‐feedback nonlinear systems with input delay using closed‐loop predictors

In this paper, we consider the control problem of strict‐feedback nonlinear systems with time‐varying input and output delays. The approach is based on the usual observer/predictor/feedback approach, but the novelty is the use of the closed‐loop dynamics in the predictor. This approach allows to develop two designs, an instantaneous predictor and a delay differential equation‐based predictor, that both attain the same performance in terms of system trajectories and input signal as in the case with no delays. The design based on delay differential equations allows to build a cascade of predictors to deal with arbitrarily large delay bounds. The resulting controller is much simpler to implement than classical infinite‐dimensional predictors, and it is robust with respect to actuation and measurement disturbances. We illustrate the approach with an application to the control of a chaotic system with input delay. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

MPPT算法与输入输出反馈线性化控制技术在光伏发电系统中的应用

针对目前光伏发电系统采用的固定电压法、增量电导法等最大功率点跟踪控制技术跟踪速度慢、精度不佳的问题,提出采用变步长电导增量法进行最大功率点跟踪控制;为了控制光伏系统中电网电流和直流母线电压,采用输入输出反馈线性化控制技术,使得系统的功率因数和直流母线电压可用相同的算法进行控制。在Matlab/Simulink环境下对基于变步长电导增量法算法与输入输出反馈线性化控制技术的光伏发电系统进行了建模仿真,结果表明,采用反馈线性化技术控制逆变器后,日照强度和温度变化不会对电网功率因数产生影响;变步长电导增量法提高了光伏发电系统的动态和稳态性能,且降低了电网电流的总谐波失真率。     

一种改进的邻接关系可查询压缩算法

目前多数数据压缩算法不能直接在压缩结果上进行数据查询,大数据的线性化压缩算法虽然可直接在压缩后的数据上进行邻接关系查询,但压缩率较低.针对该问题,对线性化压缩的实现原理进行研究,分析MPk线性化算法在不同社会网络样本下的压缩效率,发现线性化压缩结果中存在冗余信息,并针对该情况设计改进算法,删去原有数据结构中的冗余部分,进一步提高压缩率.实验结果证明,改进算法的时间复杂度与原算法相同,压缩率平均提升23％.     

自适应逆推励磁控制器设计

发电机的阻尼系数通常难以准确测量,使得电力系统是一个典型的参数不确定非线性系统.通过对含励磁控制的单机无穷大电力系统的精确反馈线性化,利用逆推控制与自适应机制相结合设计了逆推自适应励磁控制器.其所含的自适应增益控制可以对未知参数进行实时的估计,该控制器能使参数不确定的电力系统保持在Lyapunov意义下的渐近稳定.仿真结果表明,该控制器能有效地稳定电力系统,维持机端电压.