非线性负载下逆变器并联系统控制策略研究

微电网并联逆变器接入非线性负载时出现的谐波电流,会引起逆变器输出电压畸变严重.以两逆变器并联运行模型为研究对象,提出一种综合控制策略.首先,在电压外环采用比例积分控制和重复控制串联控制方法的同时,考虑下垂控制所引起的基波频率偏移会进一步恶化输出电压质量,改进重复控制方法,实现在频率变化时对电压谐波的有效抑制.其次,由于SOGI可以抑制输入信号的谐波,将基于SOGI的虚拟复阻抗引入到电流反馈环,抑制谐波电流对虚拟复阻抗影响,有效改善功率均分效果和抑制逆变器间环流.最后,对所提出的综合控制策略进行仿真研究,验证所提控制策略的正确性和可行性.     

基于分形测度的非线性系统多模型切换控制

对于一类可局域线性化和多模型表示的非线性系统,模型的切换会对系统的性能产生不利影响,为了减少这些影响,提出了采用分形测度作为切换判据的方法.非线性系统在平衡点处进行线性化后,可建立非线性系统的线性化切换模型.在此基础上,计算用于描述实时运行点与平衡点之间距离的欧几里德范数及其分形测度.考虑到系统过渡过程中该范数波动较大...     

基于Backstepping的临近空间飞行器非线性控制

为解决临近空间飞行器的稳定跟踪控制问题,考虑模型参数不确定和外界未知干扰对跟踪控制性能的影响,基于backstepping方法与非线性控制理论设计稳定跟踪控制算法.将通用临近空间飞行器数学模型转化为严反馈形式,采用backstepping方法递归求取控制信号,并利用非线性方法对控制器进行设计,从而保证了系统的稳定性和鲁棒性.仿真结果表明,给出的控制方法能有效抑制模型参数不确定和外界干扰的影响,对于实现临近空间飞行器的稳定跟踪控制具有较好的应用价值.     

转子-电磁轴承非线性系统时滞减振研究

电磁轴承具有与转子无接触、可施加主动控制等特性,越来越多地被应用于高速旋转机械的支撑与减振.为了研究转子-电磁轴承系统中时滞的减振作用,在主共振情况下推导了八极电磁轴承支撑的转子非线性振动方程.应用多尺度法获得了振动方程的近似解,并利用Lyapunov方法对解的稳定性进行判定.结果表明,时滞的某些取值会使转子在x和y方向上的振幅相对于无时滞时减小,称之为时滞的“减振区域”,并且x和y方向上“减振区域”不同;通过计算不同比例系数与微分系数下的时滞-振幅曲线,发现比例系数对“减振区域”的范围影响更大;同一时滞量参数不能保证所有转速下均减振,当时滞量选取不合适时,会造成系统失稳;通过计算偏心率-振幅曲线,发现时滞控制能有效降低由于转子不平衡所产生的振幅,并且消除了非线性现象如多值、突跳等,系统稳定性增加.数值模拟验证了解析结果的正确性.     

CLF-CBF-QP新形式下非线性系统的安全攸关控制与优化

利用二次规划(QP)结合控制Lyapunov函数(CLF)和控制障碍函数(CBF)形成非线性系统的一种安全攸关控 制策略, 称为CLF-CBF-QP, 其在实现控制目标和确保安全之间起到协调作用. 然而, 一旦引入附加的约束, 如输入 约束, QP求解可能变得不可行. 另外, 当考虑系统本身的体积或环境中存在快速移动的障碍物时, 动态系统与障碍 物发生碰撞的可能性会极大地提高. 因此, 本文首先从控制输入空间和状态空间的角度分别分析QP求解可行性以 及CLF和CBF中参数对QP求解可行性和系统性能的影响, 并提出一种CLF-CBF-QP新形式来提高优化问题的可解 性; 其次, 在考虑动态系统本身的体积且环境中存在动态障碍物时, 设计一种CBF新形式使其仍能保证系统的安全 性; 最后, 通过线性平面四旋翼在存在动态或静态障碍物的环境中进行轨迹跟踪来验证所提出方法的有效性.     

三维非线性自适应容错导引律设计

本文针对部分执行器失效情形下的三维鲁棒导引律设计问题,利用输入–状态稳定性原理,设计一种三维非线性自适应容错导引律.与已存在结果相比,所设计算法能够实现对部分执行器失效的自动补偿,并且具备克服机动目标未知机动性对制导效果的影响.理论分析和数值仿真验证了该算法的有效性,并且数值仿真还表明其能够恢复特定时间段内执行器完全失效时的系统稳定性,具有很强的鲁棒性.     

电机非线性补偿控制的相平面分析

基于非线性系统理论,以相平面图为工具,研究电机的非线性补偿控制方法.以纯电动车转角控制系统为例,建立闭环非线性控制的模型,分析非线性环节对控制系统带来的不利影响,提出死区非线性补偿的控制方法.Matlab分析证明,该方法是合理、可行的.     

非线性欠驱动系统的实时控制

提出了一种基于专家系统及变步长预测控制的实时非线性系统控制方法.变步长一步 预测的使用不但打破了原有采样时间对预测控制最小步长的限制,而且有效地避开了复杂的非 线性推导.结合系统控制目标,设计了一类新的系统优化性能指标函数.利用专家系统实时地对 系统优化性能指标当中的控制参数进行修正,有效地提高了滚动优化的效率,从而实现对复杂 非线性系统的实时控制.利用这种方法,有效地实现了对三级倒立摆的稳定实时控制.     

电液伺服系统多项式非线性建模与控制一体化设计

常规电液伺服系统PID控制无法克服非线性因素影响,存在跟踪准确性和鲁棒性问题.因此,本文提出电液伺服系统多项式非线性H∞控制律设计方法,改进电液伺服系统的控制性能与鲁棒性.首先利用多项式非线性模型对电液伺服系统进行系统辨识,得到以误差作为状态变量的多项式非线性模型;然后设计多项式非线性控制律,证明所提出控制律可以保证系...     

非线性系统的变结构控制

本文研究了一般非线性系统的变结构控制.将系统变换为正则型,并引入趋近律这一新 概念,保证动态过程品质,减弱抖振.对控制作用受限情况及系统受到摄动时的鲁棒性也进行 了研究.仿真支持本文结果的有效性.     

基于流演算理论的动态访问控制模型研究

访问控制模型为系统的信息安全提供了一个理论框架,其目的是保护系统资源不被非法用户盗用,防止合法用户对受保护信息进行非法使用。然而,现有的访问控制模型大部分属于静态授权模型,不能方便地描述大规模、异构的分布式网络系统中授权过程的动态变化。为了解决上述不足,在充分研究流演算理论的基础上,提出了一个基于流演算理论的访问控制模型(FCDAC)。FCDAC将动态世界中的所有授权过程都看作是动作的结果,通过动作来实现状态的变化,并且在系统中只需描述动作的前提条件公理和状态更新公理就可容易地实现权限的变化。最后,通过一个教务管理实例验证上述理论,结果表明FCDAC是可行的。     

Combined internal model and inferential control of a distillation column via closed-loop identification

A procedure for designing distillation control systems with spe cified nominal properties is presented. The desired behaviour of the control system for both setpoint changes and disturbances in the feed flow rate and the feed composition can be specified. Both types of specifications can be handled because the disturbances can be inferred from the behaviour of the inventory control system. The control system is realized as a combined internal model and inferential control (CIMIC) system. A disturbance rejecting and decoupling (DRD) control structure is obtained as a special case. The performance of the control system is demonstrated experimentally on a pilot-scale distillation column. For comparison, experiments with pure internal model control (IMC) are also illustrated. A preliminary model of the distillation column was determined from step tests carried out in open-loop operation, but the final model used in the control system designs was obtained via a control-relevant closed-loop identification.     

一种具有非线性观测器的分散式自适应鲁棒机器人控制新方案

本文提出一种新型的分散式自适应鲁棒机器人控制方案。它主要解决以下诸方面的问题:1)减少在线计算量;2)通过设置一个非线性观测器来及时修正模型信息,以适应负载及其他因素变化的需要,进而有效地减少所需控制值(尤其当系统处于平稳工作状态时,效果更加明显),相应地,也就减少了系统工作时的动能损耗。这一点对[1]中提出的机器人分散式变结构控制算法有较大改进;3)对系统的不确定性和扰动作用具有鲁棒性。     

网络遥操作系统中基于事件的预测控制策略

本文提出一种新的基于事件的预测控制策略, 在保证系统稳定的同时, 能适应环境的不断变化和应付突发事件, 极大提高了系统的操作性能. 该策略在主端设计一个基于时延预测的路径管理器, 在线产生一个适当的预测事件, 以提高跟踪性能以及环境适应能力和应付突发事件的发生; 在从端设计一个广义预测控制器, 产生冗余的控制信息以减小数据丢包和大时延对系统的影响, 提高系统的鲁棒稳定性和操作性能. 仿真试验结果表明本文方法能有效解决时变时延以及网络数据丢包引起的稳定性问题和性能下降问题.     

Experimental study on a learning control system with bound estimation for underwater robots

Underwater robotic vehicles (URVs) have become an important tool for numerous underwater tasks due to their greater speed, endurance, depth capability, and a higher factor of safety than human divers. However, most vehicle control system designs are based on simplified vehicle models and often result in poor vehicle performance due to the nonlinear and time-varying vehicle dynamics having parameter uncertainties. Conventional proportional-integral-derivative (PID) type controllers cannot provide good performance without fine-tuning the controller gains and may fail for sudden changes in the vehicle dynamics and its environment. Conventional adaptive control systems based on parameter adaptation techniques also fail in the presence of unmodeled dynamics.This paper describes a new vehicle control system using the bound estimation techniques, capable of learning, and adapting to changes in the vehicle dynamics and parameters. The control system was extensively wet-tested on the Omni-Directional Intelligent Navigator (ODIN)-a six degree-of-freedom, experimental underwater vehicle developed at the Autonomous Systems Laboratory, and its performance was compared with the performance of a conventional linear control system. The results showed the controller's ability to provide good performance in the presence of unpredictable changes in the vehicle dynamics and its environment, and it's capabilities of learning and adapting.     

水温模糊控制系统的设计

介绍一种带修正因子和寻优参数的水温模糊控制系统,该系统具有较强的适应内部参数变化和克服外界干扰的能力。详细介绍了系统的控制方案、硬件电路、软件设计以及实际应用的试验结果。     

自适应鲁棒控制算法

本文根据内模原理提出了三种新的自适应鲁棒控制器,克服了 Song 等人提出的鲁棒控制器的缺点.本文提出的算法适用于跟踪任何参考信号,当系统的阶次发生变化时均能跟踪与调节,具有较强的鲁棒性。     

Model based feedforward control of an industrial glass feeder

This article presents the automation of set point changes of an industrial glass feeder in container glass production. A model is proposed consisting of multiple first order partial differential equations (PDEs). Based on the derived model a feedforward control approach is presented. The approach allows for the calculation of control inputs out of reference trajectories of the system outputs and is used to perform automated set point changes with short transition time. Finally, the approach is implemented at an industrial glass feeder. Measurement results from the Thüringer Behälterglas GmbH (Schleusingen, Germany) are included.     

机动弹头末制导模糊控制研究

机动弹头在末制导段的飞行参数随着飞行条件的变化而发生较大变化,呈现严重的非线性,给控制系统设计带来较大困难.结合模糊控制和PID控制的优点,从工程实用的角度出发提出了一种基于模糊PID控制器设计的方法.模糊控制系统对系统的参数变化有较强的适应能力,尤其适合于数学模型未知、非线性的、复杂的对象.模糊控制器可根据系统的误差和变化对PID控制器参数进行自动优化和调整,然后用同法设计导弹的俯仰通道模糊控制器,并与传统的PID控制器进行分析对比,最后在六自由度模型上进行仿真.仿真结果表明控制器能够满足机动弹头末制导控制系统要求.     

基于上界估计的变参数Lorenz系统模糊滑模控制

传统滑模控制设计方法根据系统不确定性上界函数得到的切换增益,不能随着受控状态的变化而相应变化,存在滑模控制量反应不够及时的问题,并且需要预先知道系统不确定性的上界函数,对滑模控制应用到混沌系统控制当中造成了限制.针对变参数的Lorenz混沌系统提出了一种模糊滑模控制方法,控制系统到达平衡状态.模糊控制器的输入为滑模面S,通过设计合理的输入输出隶属度函数以及模糊规则,输出的μ值能在线调节滑模控制切换量中的切换增益,有效地解决了滑模控制量反应不够及时的问题;另外设计了状态观测器,对系统的不确定性函数进行了估计.仿真实验结果验证了所提出的模糊滑模控制有着良好的控制效果.