不平衡电网下PWM整流器自抗扰模型预测控制

电网电压不平衡时,脉宽调制(PWM)整流器网侧电流产生大量谐波,导致电能质量下降,此外,当负载突变时,系统将长时间处于暂态运行.针对上述问题,这里提出一种基于自抗扰控制器(ADRC)的改进的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)方法.该方法通过对不平衡电网下的网侧功率分析获得新的功率参考值,以此设计评价函数,降低整流器网侧电流畸变率,减小有功功率波动.另外,为提高系统鲁棒性,采用ADRC跟踪电压参考值,提升负载突变时的系统暂态性能,并通过仿真和实验验证所提方法的有效性.     

基于PNDSC 的欠驱动AUV编队控制器设计

针对含有模型不确定与未知海洋环境扰动下的欠驱动自主水下航行器(AUV)的编队控制问题, 提出一种基于预估器的神经网络动态面(PNDSC) 控制算法. 将动态面法引入控制器的设计中, 采用神经网络逼近AUV模型中的不确定项与海洋环境的扰动, 并结合预估器设计了神经网络权值的离散迭代更新率. Lyapunov 稳定性分析表明, 闭环系统所有信号是一致最终有界的. 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

采用扰动观测器的SVG直接电流反步控制

电网负载的多样性以及结构复杂性,降低了电力系统的功率因数.静止无功发生器SVG作为无功补偿的重要设备,对提高功率因数具有重要意义.本文采用了电压外环与电流内环级联的结构,使用扰动观测器DO对外部扰动和参数不确定构成的合成干扰项进行估计.基于DO观测的扰动信息分别设计出直流电压控制器和无功电流控制器.最后使用Lyapunov函数证明了控制系统是输入状态稳定的.仿真结果表明,采用的基于DO直接电流反步控制方法的SVG,在实现补偿负载无功功率的同时,还具有良好的抗扰动以及动态响应性能.     

不确定非线性多智能体系统的分布式容错协同控制

针对一类存在未知非线性的多智能体系统,研究具有执行器故障的“领导-跟随”协同控制问题。利用模糊逻辑系统逼近系统的未知非线性,通过设计故障估计器辨识系统的故障。在“跟随者”之间的通信网络为单向连通的情况下,提出分布式模糊容错协同控制器的设计方案,实现“跟随者”的状态跟踪“领导者”的状态。基于Lyapunov稳定性理论,证明系统的跟踪误差一致最终有界。仿真结果验证了所提出设计方法的有效性。     

单向通信拓扑领航者动态未知线性多智能体系统的协同迭代学习控制

研究单向通信拓扑领航者动态未知线性多智能体系统的协同跟踪问题.基于邻居的相对状态信息,设计了分布式迭代学习控制律实现对领航者的协同跟踪控制,采用Lyapunov-Krasovskii函数分析闭环系统的稳定性与收敛性.进而,将状态反馈结论拓展到输出反馈,通过构造局部观测器估计不可量测的状态信息,采用估计的相对状态信息设计了分布式迭代学习控制器.对于以上两种情形,多智能体系统在通讯拓扑含有生成树的条件下能够实现与领航者的状态同步,同时,所设计的分布式迭代学习律能够对领航者未知输入进行精确估计.仿真实例验证了所提方法的有效性.     

直流变流器的输出反馈动态面控制

在直流变流器控制性能优化问题的研究中,针对负载不确定的Buck型直流变换器模型,采用自适应动态面方法设计控制器,使其输出电压能准确地跟踪参考电压,解决不确定负载对系统稳定性的影响和输入受限问题,另外本设计中的控制器无需测量电感电流,达到节约成本减少误差的目的.运用动态面法将一阶滤波器引入到反步法的设计中,克服传统反步法中方程项数的膨胀和复杂的求导问题,对系统不确定因素有良好的自适应性.设计状态观测器实现输出反馈控制,减少一个状态变量的测量.考虑输入受限问题,引入一个辅助控制变量,保证系统输入在指定范围内.由李亚普诺夫稳定理论证明该闭环系统是一致最终有界的,跟踪误差收敛在原点附近的较小邻域内,仿真结果验证了控制器的有效性.     

不确定非线性多智能体系统的分布式模糊自适应镇定控制

针对一类具有未知非线性和未知参数摄动的非线性多智能体系统, 提出一种分布式模糊自适应镇定控制方法. 基于邻接智能体信息和部分智能体的自身信息, 分别设计静态耦合和动态耦合的分布式模糊自适应控制律. 基于Lyapunov 稳定性理论, 证明了所提出的控制器能使得系统状态最终稳定于原点的邻域内. 仿真实例验证了所提出方法的有效性.

     

多自主船协同路径跟踪的自适应动态面控制

为实现多自主船含模型不确定与未知风浪流干扰下的协同路径跟踪控制,提出了一种基于神经网络自适应动态面控制的协同路径跟踪算法.该算法采用单隐层(SHL)神经网络逼近模型不确定性以及海洋环境干扰,所引入的动态面设计技术显著降低了控制算法的复杂性.同时将网络通信约束考虑在内,通过设计分散式协同控制律有效地降低了信息通讯量.Lyapunov稳定性分析证明了闭环系统所有的状态和信号是有界的,并且通过选择合适的设计参数可使跟踪误差为任意小.对比仿真结果验证了所提方法的有效性.     

单路径导引的车式移动机器人协同编队控制

针对含有模型不确定性和未知外部扰动的车式移动机器人集群, 本文设计了一种分布式协同编队控制器, 通过单条参数化路径导引, 实现了车式移动机器人协同编队运动. 本文首先在运动学层级设计了基于领航–跟随策 略的队形制导律和路径更新律, 其次在动力学层级设计了前向速度和姿态角控制律, 通过线性扩张状态观测器估计 并补偿系统模型中的非线性部分, 消除参数摄动和外部扰动造成的不利影响, 然后通过级联系统理论证明了闭环系 统的输入到状态稳定性, 最后通过数字仿真和加热机群实验结果验证了本文控制器的有效性.     

全彩LED显示屏的色温修正及IP核实现方案

为改善全彩LED显示屏的显示效果,文章提出了一种色温修正的实现方案。本方案采用FPGA（现场可编程门阵列）来完成系统功能,利用Altera FPGA的DSP Builder（数字信号处理生成器）工具,在FPGA内部实现对视频数据进行色温修正的处理,并采用查找表的方法,将视频信号修正至预设的不同色温。最终可将该系统优化成参数可修改的功能模块,即IP核,使其他用户可以直接调用。