基于T-S模型的模糊控制器设计

讨论了一类由T-S模糊模型表示的不确定时滞非线性系统的模糊控制器设计问题。刻画了系统的不确定性,采用并行分布补偿的基本思想设计了状态反馈控制器,分析了现有T-S型模糊控制器设计方法计算复杂且难以求解的原因,在此基础上,提出了一种与系统实时输入相关的动态模型简化算法。同时,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式等有关工具,得出了该不确定时滞非线性系统的稳定条件,并给出了系统以衰减率α全局渐近稳定的充分条件,从而相应得出T-S型模糊状态反馈控制器。仿真实例表明,该设计方法的有效性。     

基于模糊T-S模型的最优励磁控制

采用传统线性化方法,将单机无穷大系统线性化,求 得多个平衡点的线性化模型,再通过隶属度函数把各个子 系统联系起来,建立系统的全局模型--模糊T-S模型. 设计各个子系统线性最优励磁控制器以后,采用并行分配 补偿技术设计全局系统的控制规律,将原来的固定系数反 馈改进为随系统状态变化而变化的动态反馈.利用Matlab 进行了仿真,结果表明本文设计的控制器能较好改善系统 的静态和暂态稳定性能.     

基于风能转换系统的T-S模糊建模与控制

根据风能转换系统的状态方程,结合T-S模糊模型良好的局部线性的特点,建立了风能转换系统T-S模糊控制模型。然后针对新的风能转换系统模型设计了模糊控制器。仿真结果表明在额定风速以下,T-S模糊控制方法能够将风能转换系数控制在最优值0.476附近,叶尖速比也可以维持在最优值7附近,能够实现额定风速以下的最大风能捕获。     

一种基于T-S云模型的非线性系统控制

将云模型与T-S模糊系统结合,利用隶属云代替模糊系统的前件,提出一种T-S云模型.T-S云模型综合考虑模型的精确性和可解释性,不但可以利用专家的知识和经验建立系统模型,而且还可以通过输入/输出数据设计云模型系统.详细分析T-S云模型的系统结构.基于云模型和模糊系统对模糊概念表述的一致性,在不考虑超熵的情况下,使用梯度下降法辨识T-S云模型前件参数.利用递推最小二乘法辨识T-S云模型后件参数.设计了基于T-S云模型的控制器,实现了将卡车后倒至指定的卸车位置,体现了T-S云模型的不确定处理能力.仿真研究验证了算法的有效性.     

基于模糊状态观测器的单元机组T-S模糊协调控制系统

针对多输入多输出非线性锅炉-汽机系统在负荷工作点大范围变动情况下的协调控制，设计了基于T-S模糊模型的包含模糊状态观测器的渐近跟踪控制系统。该方法将非线性系统在一些选定工况点进行线性化，采用并行分布补偿（PDC）方法，设计模糊渐近跟踪控制器和模糊状态观测器，以汽包压力为前件变量，构造T-S模糊控制系统。引入模糊状态观测器，成功地解决了部分状态变量不能测量的困难。使用线性矩阵不等式（LMI）方法进行了稳定性分析，保证了此控制系统的大范围稳定性。仿真结果验证了这种控制系统能够在大范围运行工况下工作良好。     

基于T-S模糊模型的多变量非线性预测控制

针对多变量非线性系统预测控制的实时性问题,提出一种基于T-S模糊模型的预测控制快速算法.通过辨识建立非线性系统的T-S模糊模型,依据系统的运动特性和实际中控制输入增量的变化趋势选取特定基函数,将广义预测控制和预测函数控制相结合设计多变量预测控制律.该算法相比已有基于T-S模糊模型的多变量非线性广义预测控制算法大幅度减少了计算量,显著提高了控制的实时性.仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于超平面的T-S模糊模型辨识

针对多输入多输出(MIMO)的非线性热工动态对象,基于超平面的建模思想,提出了一种新的T-S模糊模型建模方法,既能够统一前、后件的参数辨识,又能防止过多增加计算量。介绍了通用的T-S模糊模型,详细推导出点到超平面的距离公式,据此,提出基于平均线性度的有效性能指标函数S(c),从而避免了规则数确定的盲目性。针对T-S模糊模型分段线性的特点,得出了输入、输出联合空间中的点到各后件子模型所对应的超平面距离,归纳出具体的建模步骤,同时给出了平均线性度D(c)的计算公式。新的建模算法可解释性好,不仅具有良好的精度,而且具有较好的泛化能力。最后,针对典型负荷被控对象的仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于IFO-K△X的非线性状态反馈控制系统的几个设计概念

摘要：采用Hammerstein模型描述非线性系统时，可以应用增量式函数观测器IFO-K△x设计状态反馈控制系统，数学分析已证明，在不同的前提条件下，Luenberger函数观测器、全维状态观测器和增量式状态观测器均为增量式函数观测器的特例。该文从基于增量式函数观测器的状态反馈控制律作用下的非线性受控系统的闭环系统入手，导出几个重要概念，从而证明基于Hammerstein模型的非线性系统，应用增量式函数观测器设计状态反馈控制系统时，其控制器和观测器可以独立地设计，即分离原理适用于该文所述之非线性控制系统，为IFO-K△x在热控领域的工程应用奠定理论基础。     

基于T-S模糊模型的鲁棒自适应滑模控制

针对一类具有时滞的非线性连续时间系统,基于T—S模糊模型,考虑系统的外界干扰和建模误差不存在的理想情况,并利用滑模控制理论和LMI方法,设计了滑模控制器;考虑系统的外界干扰和建模误差存在的情况,采用神经网络逼近建模误差,引入自适应控制鲁棒项,设计了自适应滑模控制器,根据Lyaponuv稳定性理论,证明了系统状态渐近稳定。仿真示例表明了所提方法的有效性。     

基于T-S模糊模型的球磨机负荷控制系统

球磨机负荷控制系统通过调节给煤机的转速控制存煤量在给定值附近。针对其存在非线性、参数时变和大延迟等难以控制的特性,提出基于T-S模糊模型的预测函数控制新方法。用T-S模糊模型描述对象的非线性动态特性,根据模糊规则将非线性模型分解为若干个局部线性模型,并依据球磨机负荷对象的特性,将线性模型简化为一阶纯滞后环节。对辨识后得到的每个局部线性模型采用预测函数控制算法。仿真研究结果表明:系统响应速度变快、超调量较小,表现出较好的动态响应特性,同时还避免了PID控制器3个参数难以整定的困难。     

基于非仿射非线性模型的静止无功补偿控制器设计

对于含静止无功补偿器的单机无穷大系统建立了非仿射非线性模型。然后根据多变量控制的逆系统方法,设计了基于非线性反馈线性化和线性二次型最优控制规律的控制器。最后通过仿真结果说明了所设计控制器的有效性。     

基于详细模型的HVDC系统非线性输出跟踪控制器

以往的HVDC系统控制研究采用的模型不够详尽,为了更真实地考察HVDC系统的特性,文中采用详细模型直流线路动态及触发延迟。采用此详细模型后微分几何方法及逆系统方法不便应用,为此提出了非线性输出跟踪控制器设计的关联度方法,这种方法物理意义明确,数学简单,适用范围广。应用此方法设计了详细模型下HVDC系统的非线性输出跟踪控制器,数学仿真表明所设计的这种HVDC系统控制器效果良好,关联度方法是有效的。     

基于扩张状态观测器的电力系统非线性鲁棒协调控制

该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear Robust Coordinated Control，ENRCC）；将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础上，完整地阐述了ENRCC的控制原理；利用一簇低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化和解耦设计，利用线性鲁棒控制方法对已线性化的内环系统和外环伪线性系统进行预期动力学设计，最终可实现观测器 线性化 鲁棒协调控制三者的有机结合。实例仿真结果表明：该控制规律严谨简单，方法原理直观清晰，便于工程应用，具有很强的适应性和鲁棒性，能有效地解决一类不确定 非线性 分散性的电力系统多输入多输出(MIMO)对象的控制问题。     

基于逆系统方法的HVDC系统一般非线性控制

对于高压直流输电系统中整流器定直流电流、逆变器定关断越前角的控制问题,采用系统的三阶非仿射非线性控制模型,根据多变量控制的逆系统方法,设计了基于非线性反馈线性化和线性二次型最优的组合控制器,并给出了闭环系统稳定的充要条件。仿真结果证明了结论的正确性和文中所提方法的有效性。     

基于目标状态方程的非线性预测励磁控制器的设计

提出了一种新的非线性系统控制设计方法：定义系统的状态变量与其参考轨迹之间的偏差为目标状态方程,并以此状态方程为基础,运用预测控制理论,针对单机无穷大系统进行非线性预测控制设计,得到了一种以机端电压、有功功率和角速度为反馈变量的非线性预测励磁控制规律.该控制规律包含了跟踪误差的未来信息,以便提高跟踪速度和改善控制效果.仿真结果表明：该方法不仅能有效地解决发电机机端电压静态偏移问题,而且能很好地镇定发电机的机械振荡,比以功角偏差为输出函数和以机端电压偏差为输出函数的非线性微分几何控制法更有效、更易于实现.     

CCM Buck变换器的状态反馈精确线性化的非线性解耦控制研究

基于非线性系统的微分几何理论，应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型，推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式，得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型，由此提出了电感电流和输出电容电压解耦控制策略。研究结果表明，Buck变换器通过状态反馈实现精确线性化得到的非线性控制策略，比现有的PI控制有更好的动态响应调节和稳态误差调节特性。同时说明状态反馈精确线性化能对Buck变换器这类分段线性系统实现完全解耦控制，从而具有一般性理论和实际意义。     

基于脉宽调制静止无功补偿器的模糊变结构控制方式研究

将模糊控制引入变结构控制,可以减弱变结构系统存在的抖动问题.脉宽调制静止无功补偿器(PSVC),与其它静止无功补偿器(SVC)相比,它具有结构简单、控制方便、响应速度快、谐波小等特点.文中首先建立了PSVC的数学模型,设计了PSVC模糊变结构控制器.仿真结果验证了该控制器对外部扰动具有较强的鲁棒性,能够减小控制系统趋于稳态时的抖动,并能够有效地提高控制系统的稳定性及改善控制系统的动态性能.     

单元机组协调系统的非线性内模控制

协调系统的性能直接影响单元机组运行的安全性和经济性。为了克服非线性环节以及能量供需之间关联耦合作用对协调系统控制品质的影响，本文将反馈线性化方法与多变量内模控制结构结合，针对一个通用的非线性协调系统模型，设计出非线性内模协调控制器。文中分析了多变量非线性内模控制结构的鲁棒稳定性及动态性能。在不同负荷下的仿真试验表明，所设计的控制系统具有良好的解耦效果和抗干扰能力。     

基于等效功率变换的配电网状态估计算法

提出一种基于等效功率变换的配电网状态估计算法,将配电网中的功率量测、电压幅值量测、电流幅值量测统一变换为支路首端等效功率量测,采用修正量测雅可比矩阵的迭代方法求解。该方法能够利用配电网中的各种量测,并且P,Q解耦迭代,有较高的运算效率和数值稳定性,对量测配置也无特殊要求。文中还提出一种通过添加零虚拟负荷量测提高数值可观性的方法,使原本不可估计的网络能够进行状态估计。     

TCR-TSC型SVC的非仿射非线性控制器设计

对由晶闸管控制电抗器（TCR）型装置与多个晶闸管开关电容器（TSC）型装置组成的静止无功补偿系统（SVC）建立了一个新的非仿射非线性模型，该模型以晶闸管的触发角为控制量，根据非线性控制的逆系统方法，设计的相应的非线性反馈线性化和极点配置的组合控制器，在控制器的设计中利用插值法导出了一个超越方程函数的具有较高精度的近似计算公式，仿真结果表明了该设计方法的正确性和有效性。