具有高阶时延的离散非仿射非线性系统的自适应跟踪控制

本文研究了一类具有高阶输入–输出时延的非仿射非线性离散不确定系统的自适应输出跟踪控制问题,提出了一种基于隐函数的自适应输出反馈输出跟踪控制方案.该方案主要解决了两个技术问题:一是构造了基于未知参数估计和未来时刻信号估计的隐函数方程解的自适应控制律,解决了因系统高阶时延导致的控制律因果矛盾问题并实现了闭环稳定和渐近输出跟踪;二是针对非仿射非线性控制律难求解问题,提出了基于迭代解的解析自适应控制律,实现了闭环稳定和实用输出跟踪.最后仿真研究证实了所提出控制方案的有效性.     

基于控制性能的MIMO非线性系统动态面控制

针对一类不确定非线性MIMO(multiple-input multiple-output)系统,在动态面控制方法的基础上,提出了自适应跟踪控制方案.通过引入性能函数和输出误差转换,保证输出信号具有指定的跟踪速度、跟踪误差、最大超调量.为了避免控制奇异问题,采用神经网络直接逼近期望控制信号.该方案无需估计神经网络的权值,仅对1个参数进行自适应律设计.理论证明了闭环系统所有信号有界,仿真结果验证了所提方案的有效性.     

面向控制性能的一类非线性关联系统输出反馈动态面控制

针对一类含有完全未知关联项的多输入/多输出非线性系统,提出了输出反馈动态面自适应控制方案,克服了反推控制中的微分爆炸问题;利用神经网络逼近系统中的未知关联项,对于每个子系统只需对一个参数设计自适应律;引入性能函数和输出误差变换,跟踪误差信号的收敛速率、最大超调量和稳态误差等控制性能指标均可得到保证.理论证明了闭环系统的所有信号半全局一致有界,仿真结果验证了所提方案的有效性.     

基于神经网络模型辨识的串级控制系统传感器容错技术研究

本文根据控制律重构设计的思想，提出了串级控制系统主动容错方案。在工业过程中串级控制系统发生传感器失效故障的情况下，利用人工神经网络在线辨识被控对象模型，在故障诊断系统输出的故障信息驱动下，实现控制律在线重构设计，使工业过程在重构的控制系统控制下稳定工作，保证性能指标。最后，以一个串级控制回路为对象进行了仿真验证，结果表明上述方案达到比较满蔷的容错控制效果。     

基于遗传算法的输出反馈动态面优化控制

针对一类只有输出信号可测且非线性项含不可测状态的不确定系统,基于输入信号置换思想构建了神经网络状态观测器,结合动态面理论设计了输出反馈自适应控制方案。通过理论分析确定了控制律参数选取范围,保证了闭环控制系统所有信号半全局一致终结有界; 利用遗传算法提出一种参数寻优策略,选取了最优的输入初始值和控制律参数,解决了控制冲击问题,提高了跟踪精度。     

直升机抗扰控制律设计及仿真

对直升机外挂部件的扰动机理进行分析,建立扰动条件下的直升机状态方程;利用傅里叶变换对直升机的稳态干扰响应进行重构,构造补偿信号;采用前馈控制方案,针对外挂部件不同转速和工作模式设计扰动控制律,抑制干扰影响;利用径向基神经网络实现全包线范围的抗扰控制律设计;仿真结果表明,采用上述的控制方案,可以取得满意的扰动抑制效果,表明了该方法的可行性和有效性。     

非线性时滞大系统自适应神经网络分散控制

针对一类未知非线性时滞关联大系统,提出一种自适应神经网络分散跟踪控制方案．采用神经网络逼近各子系统内部的非线性函数和关联项中的时滞非线性函数;利用占有方法处理时滞项,采用Backstepping技术设计分散控制律和参数自适应律．基于Lyapunov-Krasoviskii泛函证明了闭环大系统所有信号半全局一致最终有界．通过调节设计参数和增加神经元个数,可以实现任意输出跟踪精度．实例仿真说明了该方案的可行性。     

具有自适应内模的一类非线性系统输出调节问题

研究一类包含未知非线性项的非线性系统的鲁棒输出调节问题.此类非线性系统由一包含未知参数的线性中性稳定的外系统驱动.首先运用调节器方程组解和标准内模将输出调节问题转化为镇定问题;然后给出控制律镇定闭环系统,同时利用镇定输入项和外系统信息设计出自适应内模方程.控制律使得闭环系统的信号全局最终有界,且误差被调节至预先设定的任意小的精度值.仿真结果验证了所提出设计方法的有效性.     

多输入多输出最小相位系统的执行器故障自适应容错控制

针对一类具有执行器卡死或/和变执行器故障的多输入多输出(MIMO)非线性最小相位系统提出了自适应容错跟踪控制方案.结合系统特征对系统执行器进行分类,用神经网络逼近执行器未知故障函数,采用模型参考自适应容错控制方法设计控制律.所设计的控制律不仅保证闭环系统稳定,而且跟踪误差一致最终有界.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

调整一类混沌(电路)系统输出的实用方案

对一类参数不确定的广义混沌系统的状态输出进行控制，利用所给控制方案可以得到与原混沌系统相位一致(或反相)、振幅成比例的混沌输出信号。该方案为设计给定输出幅值的混沌信号源提供了理论依据，因而在某些利用混沌电路系统进行保密通信研究中有着较大的应用前景；最后给出的仿真实例进一步表明了控制方案的有效性。     

基于FTC的BBMC调速控制策略及参数优化

针对以Buck-boost矩阵变换器(BBMC)为功率变换器的异步电机调速系统, 提出一种基于有限时间控制(FTC)的变频调速控制方法.首先根据异步电机的给定转速, 经基于PI-IP控制的矢量控制算法获得BBMC的参考输出电压; 再以BBMC中电容电压与电感电流作为系统控制变量, 经有限时间控制算法得到BBMC中对应功率开关的占空比; 再根据该占空比对BBMC中对应功率开关实施控制, 即可在BBMC输出端获得与其参考输出一致的输出电压, 从而实现异步电机实际转速对其给定转速的准确跟踪, 达到对异步电机转速进行准确控制的目的; 同时采用自适应狼群优化算法对BBMC主电路参数及基于有限时间的控制参数进行优化, 取得了满意的效果.最后通过仿真和实验对上述控制方法进行了验证.     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

直流降压变换器的降阶扩张状态观测器与滑模控制设计与实现

本文针对直流降压变换器的负载电阻扰动和输入电压变化等系统不确定因素对输出电压的影响,提出了基于降阶扩张状态观测器的滑模控制方法(SMC+RESO).首先设计降阶扩张状态观测器对系统状态,负载电阻扰动和输入电压变化进行估计,然后基于估计值利用滑模控制技术设计控制器,实现对直流降压变换器系统给定电压跟踪的快速性和准确性.值得注意的是,不同于文[1]所提出的基于扩张状态观测器的滑模控制方法(SMC+ESO),本文所提出的方法采用降阶扩张状态观测器,实现简单,且无需电流传感器,减小了实际应用的成本.利用Lyapunov稳定性定理从理论上证明了所设计的控制器可以保证闭环系统的稳定性.仿真和实验结果表明,与已有的基于扩张状态观测器的滑模控制方法相比,所提出的控制方法更好地改善了系统的跟踪性能和对干扰和不确定性的鲁棒性能,且减少了成本,但是牺牲了系统稳态性能.     

混合式双级矩阵变换器闭环控制

混合式双级矩阵变换器(混合式TSMC)是一种非常有发展潜力的矩阵变换器,在实际应用中,混合式双级矩阵变换器常会遇到输入电压不平衡和输出负载变化等扰动,其输出电压会在扰动下产生不平衡。为了提高混合式双级矩阵变换器在输入电压不平衡及负载扰动情况下的输出电压的稳定,提出了基于由坐标系混合式双级矩阵变换器输出电的闭环控制方法,通过前馈闭环控制,H桥变换器控制和逆变级的闭环控制三个环节,能有效地抑制了输入电压不平衡和输出负载不平衡,保证了混合式效级矩阵变换器有效的、稳定的输出。仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

单相有源电力滤波器非线性统一控制策略

目前有源电力滤波器控制策略都采用电流内环和电压外环的双环控制.本文提出了一种基于精确反馈线性化的单相有源电力滤波器统一控制策略.在单相有源电力滤波器仿射非线性模型基础上,通过求解偏微分方程得到一个包含补偿电流变量和直流侧电压变量的输出函数,并推导出了其状态反馈精确线性化非线性控制律,将原非线性系统转换成微分同胚的二阶线...     

基于状态观测器的DC-DC升压变换器反演控制

相比于PI控制而言,基于模型的控制具有动态响应速度快的优点,因此被广泛运用于电力电子领域。然而,系统模型参数的不确定会影响系统的鲁棒性。对DC-DC升压变换器的模型而言,输入电压和负载等效电阻是未知的。针对参数未知的问题,Luenberger状态观测器被用来实时估计输入电压和负载等效电阻的真实值。估计出的真实值实时更新到反演法推出的控制律中,控制DC-DC升压变换器的输出跟踪参考电压。最后,Simulink仿真证明了该方法的有效性和鲁棒性。     

一种高精度可调标准电压源的设计

针对高精度标准电压源缺乏电压可调、可控功能,本文提出一种高精度可调标准电压源方案。通过采用高稳定度基准电压源、双通道PWM闭环电压调节和双DAC可编程电压输出技术,实现高精度标准电压可调节输出。输出范围0V～10V,分辨率1μV。实测结果表明输出误差低于±(10×10-6+10μV),满足设计要求。     

Adaptive control design for a boost inverter

In this paper, a novel control strategy for a nonlinear boost inverter is proposed. The idea is based on generating an autonomous oscillator that does not need an external reference signal. This aim is achieved by using energy-shaping methodology with a suitable Hamiltonian function which defines the desired system behavior. A phase controller is added to the control law in order to achieve 180°-synchronization between both parts of the circuit as well as synchronize the voltage output with a pre-specified signal, e.g. synchronization with the electrical grid. An adaptive control is designed for dealing with the common problem of unknown load. In order to analyze the stability of the full system, singular perturbation approach is used. The resulting control is tested by means of simulations.     

电流配比可调Buck并联电路变换器设计

本文主要在现有的Buck电路模块基础上,设计了一种实现输出电流可控和多路并联输出电流配比可调的Buck电路变换器。该系统由Buck驱动电路,供电电路,采样电路,控制电路构成。采用ARM公司STM32F407为主控制芯片产生控制驱动功率开关器件IGBT的PWM脉冲,对直流输入电压和各种不同类型的的直流负载实现电压电流双闭环PID算法控制。该系统输出电压闭环控制稳定,可以同时给多个负载进行供电,并且各路输出的电流的比例可调。仿真和实验结果验证了该项设计的稳定性和可行性。     

基于自适应逆控制的有源滤波器的检测算法

提出一种新的并联型电力有源滤波器的检测方法,通过控制有源滤波器直流电容电压来确定电网电流所需的基波有功分量的幅值,首次将自适应逆控制用于电力有源滤波器.将系统的主电路部分及有源滤波器看作广义有源滤波器,通过自适应逆控制方式控制直流电容电压,使其输出跟随参考输入,最终达到抑制谐波和补偿无功的目的.此检测算法简单有效,稳态和暂态的仿真结果均证实了该算法的可行性.