基于混杂自动机的双向DC/DC变换器建模与控制

双向DC/DC变换器具有实现能量变换的双象限运行特性和多模态的混杂特性。现有模型主要采用平均模型和精确模型,前者忽略了高频动态特性,后者计算量过大,且均未考虑其混杂特性。针对上述问题,建立了双向DC/DC变换器各工作模态的连续状态微分方程,在此基础上基于混杂自动机理论建立了能对其完整描述的混杂自动机模型,基于混杂自动机模型完成了控制算法设计。运用Matlab/Stateflow对该控制算法进行仿真,结果表明混杂自动机模型计算量适中、精确度高、反映了系统的高频动态特性,完整地描述了系统的各个工作模态,兼顾了CCM模式和DCM模式,基于混杂自动机模型的控制算法简单且效果良好,具有实际应用价值。     

基于学习自动机的混杂电力系统紧急频率控制

分析了电力系统的混杂特性;介绍了学习自动机这一建模的工具;提出了一种基于学习自动机的电力系统混杂控制的结构模型,并把这一模型用于电力系统紧急频率控制中;研究了学习自动机的巩固再励方案,得到了相应的控制算法;最后,举例说明所提出的关于混杂电力系统紧急频率控制模型及策略和算法的可行性和有效性。     

基于混杂自动机的双向ICPT系统建模及控制

针对双向感应耦合电能传输(ICPT)系统的混杂特性及移相控制方法下系统启动、不同功率传输模式切换时电流波动大的问题,分析了双LCC型补偿拓扑双向ICPT系统的拓扑特性,给出了双向ICPT系统变换器运行的各工作模态.基于混杂自动机理论建立了双向ICPT系统的混杂自动机模型,推导了系统在不同工作模态下的状态空间方程,并根据...     

基于学习自动化的混杂电力系统紧急频率控制

分析了电力系统的混杂特性;介绍了学习自动化机这一建模的工具;提出了一种基于学习自动化机的电力系统混杂控制的结构模型,并把这一模型用于电力系统紧急频率控制中;研究了学习自动机的巩固再励方案,得到了相应的控制算法;最后,举全说明所提出的关于混杂电力系统紧急频率控制模型及策略和算法的可行性和有效性。     

基于混杂自动机的准谐振变换器建模及分析

准谐振变换器作为一个高阶、强耦合、多工作模态的非线性系统,其连续时间变量与离散状态量相互作用,因此是一个混杂系统。本文运用混杂系统相关理论建立了四阶准谐振变换器在连续工作模式下的混杂自动机模型,并根据其开关工作状态及输出电压稳定条件,设计了一种基于PI调节器的PFM控制策略。基于Matlab/Simulink的Stateflow工具包搭建了仿真平台,分析了在不同负载参数下系统的输出响应特性。最终通过仿真和实验验证了所提出的建模方法的有效性。     

共直流母线交流传动节能系统的混杂系统建模与分析

为了节约能源在工业生产中,共直流母线交流传动系统被广泛采用。针对因系统复杂难以建模问题,引入混杂系统理论,在分析共直流母线交流传动节能系统结构及特点的基础上,构造了系统的形式化模型及其等效电路,建立了等效电路中受控功率源的混杂Petri网模型和电网整流装置的混杂自动机模型,进而得到系统整体模型。分两种工况仿真研究系统直流母线的功率和电压,讨论了不同工况下的处理方法,验证了所建模型的合理性。     

并联Buck DC/DC变换器的分布式混杂建模与优化控制

并联Buck DC/DC变换器控制的主要难点不仅在于控制模型的建立过于繁杂,还在于它所固有的混杂特性。针对该问题,提出了一种分布式混杂建模和优化控制的方法,即将这种N个模块并联的系统划分为N个子系统,并分别建立各子系统的混杂模型。基于这些子系统模型进行模型预测控制,首先确定了目标函数和约束条件,然后通过离线求解约束优化控制问题得到各子系统的状态反馈控制律,由控制律即可计算出对应模块的最优控制量。最后,通过仿真和实验将所提的方法与基于平均模型的优化控制策略进行了对比分析,验证了该方法不仅能获得更好的动态和稳态性能,还简化了控制系统的设计。     

基于价值工程理论的电锅炉供暖方案优选方法研究

为了分析电锅炉供暖系统的价值,建立了价值工程模型,通过功能分析、寿命周期成本分析,计算得到价值系数,以价值系数最小为决策准则,优选电锅炉供暖方案。算例分析表明蓄热供暖系统的初投资比直热供暖系统的初投资高、但是运行成本低。蓄热供暖系统的寿命周期成本低、价值系数高。     

具有OLTC的混杂电力系统模型与切换稳定分析

提出了利用可编程赋时 Petri网 ( PTPN)建立混杂电力系统模型的方法 ,分析了有载调压变压器 ( OLTC)的离散调节与连续动态负荷的相互作用。提出了分析混杂电力系统切换稳定的多Lyapunov函数方法 ,并运用多 Lyapunov函数分析了混杂电力系统切换的稳定性。针对一个实例进行仿真分析 ,给出了多 Lyapunov函数法分析的仿真结果。仿真结果表明所建立的模型是可行的     

基于元胞自动机演化的复杂电网脆弱性研究

根据元胞自动机理论在复杂系统中的应用,提出了一种新的复杂电网脆弱性评估方法——从元胞自动机的基本定义出发,建立复杂电力网络节点脆弱度指标的节点脆弱度元胞自动机模型,通过该模型演化得到节点脆弱度指标,并综合考虑电力网络的结构特性、功率特性和相邻节点间的相互影响。最后,通过IEEE39节点系统仿真实现对节点脆弱度的排序,并通过与其它指标的对比验证了该模型的有效性和优越性。     

基于元胞自动机演化的环网拓扑着色新算法

针对在线监测系统中网络拓扑分析受嵌套环网结构限制的问题,提出了一种新颖的元胞自动机演化算法。在构建环网拓扑的基础上,基于元胞自动机、近邻粒和演化阶等定义,推导了网络拓扑的反演分析模型,给出了自动机算法实现流程。利用新算法完成了3个数值实验,实验结果表明新算法能满足工程应用需求,演化阶越大,推演代数越少,对于满阶自动机,只需推演1代便达稳定。     

工业用电加热炉的智能温度控制系统设计

工业用电加热炉作为一类大惯性、大时滞和参数时变的强非线性系统,其温度控制问题一直工业过程控制中的难题。提出一种新型的基于TSK模糊理论的模糊神经网络PID控制器,采用实数编码混沌量子遗传算法优化模糊神经网络的隶属函数参数和模糊TSK增益,具有较快的收敛速度和更强的优化能力。分析加热炉温度控制系统的原理和结构,阐述基于TSK模糊理论的模糊神经网络PID控制器的设计过程以及实数编码量子遗传算法的实现流程。通过工业用电加热炉的温度控制仿真和试验,验证了所提出的算法具有更好的动态性能、更高的稳态精度和更强的抗干扰能力。     

On Verification and Parameter Design in Hybrid Automaton Using Invariant

Invariants for hybrid automata are determined from predicates that are constant for every reachable state in the automata. These invariants can be used to verify a given specification by exploiting their characteristics. In this paper, a switched system driven by discrete inputs is used as an example of a hybrid dynamical system. For the system, we propose a verification method for a given specification based on the concept of invariants and a design policy of parameters with which the given specification is satisfied. Some numerical and experimental results are provided to show the validity of the proposed method. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

永磁交流伺服系统参数自学习模糊控制器设计与实现

为进一步改善永磁交流伺服系统的动静态性能,设计了一种基于单神经元的参数自学习模糊控制器,它在控制规则数与二维控制器相当的基础上,可实现三维模糊控制的效果。模糊推理方法基于相平面,直接输入连续量进行推理,计算量小。引入的单神经元采用改进的BP算法来实现比例因子的在线自学习。该控制器结构及算法简单,易于解析实现,具有通用性。将其用于永磁交流伺服系统,实验结果验证其控制性能较PI算法更佳,提高了系统的性能。     

基于混杂Petri网的共直流母线交流传动系统建模与节能控制

通过引入混杂系统理论,在分析系统运行过程的基础上,建立了共直流母线交流传动系统混杂Petri网模型和电机功率模型.在此基础上提出了一种基于配对理论的节能控制算法,即在电机状态可调控时段,通过改变随机运行状态,使耗能状态激发与回馈状态激发模糊配对的电机状态调控算法.采用该方法的直流母线功率仿真结果表明,该方法能有效地调整...     

基于最小二乘算法的模糊支持向量机控制器及其应用

介绍了一种基于最小二乘算法的模糊支持向量机控制器，它将模糊控制与支持向量机结合起来，融合了两者的优点，既有不依赖被控对象模型又有泛化能力强等特点。同时采用混合学习算法来优化控制器参数，即先采用最小二乘算法离线优化支持向量机(SVM)性能参数，建立SVM控制系统，再根据对象的变化，采用遗传(GA)算法在线学习优化SVM性能参数和模糊比例因子，以使控制器的性能能适应对象的变化而达到最优。火电厂主汽温控制的仿真结果表明这种控制器具有良好的控制性能。     

高频加热设备温度模糊控制的优化设计及仿真

提出一种模糊控制与PID控制相结合的优化算法,实现了对高频加热设备温度系统的良好控制。将其与常规PID算法的控制效果进行了仿真比较,结果表明模糊PID的优化算法具有更好的控制品质,可满足高频加热设备的温度控制要求。     

A neuro-fuzzy approach to hybrid intelligent control

This paper presents a neuro-fuzzy approach to the development of high-performance real-time intelligent and adaptive controllers for nonlinear plants. Several paradigms derived from cognitive sciences are considered and analyzed in this work, such as neural networks, fuzzy inference systems, genetic algorithms, etc. The different control strategies are also integrated with finite-state automata, and the theory of fuzzy-state automata is derived from that. The novelty of the proposed approach resides in the tight integration of the control strategies and in the capability of allowing a hybrid design. Finally, three practical applications of the proposed hybrid approach are analyzed