基于模糊建模的非线性鲁棒模型预测控制

针对离散不确定模糊模型，提出了一种鲁棒非线性模型预测控制方法，导出了预测性能指标上界，将稳定性约束，输入约束和输出约束变换成容易求解的线性矩阵不等式（LMI）形式，从而将非线性模型预测控制Min-Max优化问题变换成具有线性矩阵不等式约束的广义特征值问题（GEVP）。对于采用的状态反馈预测控制器，讨论了滚动时域优化的可行性，证明了闭环系统的鲁棒稳定性。仿真结果表明了控制器的有效性。     

非线性预测控制在电厂热工过程中的应用研究

非线性预测控制（NMPC）研究在电厂热工过程控制中有很大的应用潜力。目前NMPC算法的研究主要集中在线性化控制方法、基于特殊模型的NMPC方法、先进控制策略与预测控制相结合的控制方法。分析了NMPC方法在电厂各热工过程控制系统中的应用研究现状,并对其前景进行了展望。分析表明,系统辩识与模型预测控制（MPC）的协同作用、约束NMPC算法、非线性系统的建模与参数估计、多变量有约束系统的稳定性与鲁棒性定量分析、预测控制的智能化将是电厂热工过程预测控制问题未来的研究方向。     

非线性永磁同步电动机约束预测控制

针对永磁同步电动机在伺服系统中的非线性问题和约束控制问题,提出了反馈线性化(FBL)与线性预测控制(LMPC)联合控制策略。利用反馈线性化方法,将原非线性系统模型转换为线性模型;利用LMPC解决约束条件对系统性能的影响。该方法分别解决了直接采用非线性预测控制(NMPC)计算量大并且可能收敛于局部极小点的问题和传统约束控制(抗饱和方法)设计过程复杂、适用范围小的问题。对于该方法中存在的约束条件非线性映射问题,提出一种改进方法。仿真结果表明FBL与LMPC联合控制策略简化了约束控制系统设计,改善了系统静、动态性能,提高了系统实时性和鲁棒性。     

输入受限的非线性系统模型预测控制

基于模糊T—S模型对输入受限的非线性离散系统,提出了模型预测控制,导出了预测控制性能指标上界,将稳定性约束、输入约束变换成容易求解的线性矩阵不等式(LMIs)形式。采用了状态反馈控制器和并行补偿分布控制器(PDC),基于李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法给出滚动时域优化的充分条件,证明了闭环系统的稳定性。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于状态等式约束的DMC算法研究

动态矩阵控制（DMC）是模型预测控制的一种典型算法,它以被控对象的单位阶跃响应为预测和控制的模型,通过在线滚动优化和反馈校正来实施优化控制。对于存在状态等式约束的线性系统,该文在解决系统状态重构问题时构造了一种新的状态观测器-投影卡尔曼滤波器,使系统的状态更好地符合约束条件,增强系统的稳定性。Matlab仿真结果证明了其优越性。     

电力系统综合节能的AGC与AVC协调控制策略

为了解决电力系统在有功无功采取解耦控制方式下,自动发电控制系统（AGC）与自动电压控制系统（AVC）均按照各自的方式、目标以及约束进行优化,缺乏协调控制的问题,采用AGC与AVC协调控制策略将有功和无功同时分层协调优化。控制策略将系统分为综合优化控制模型和预测控制模型2个模型：综合优化控制模型协调使用了AGC与AVC控制的目标函数以及相应的约束,优化后给出综合经济性最优的参考设定值,在预测控制模型中对超前AGC机组的有功调节指令与AVC分区内的可控发电机的电压调节指令进行协调优化．基于改进的超前AGC控制策略以及配合超前AGC的AVC控制策略,采用交叉迭代法对控制策略进行修正．最后在IEEE14节点系统作了有效的验证,协调优化效果明显。     

基于电感辨识的内置式永磁同步电机电流模型预测控制

为了开发内置式永磁同步电机的电流模型预测控制算法,针对被控对象模型的非线性特点在控制器的设计过程中通过扩张转速相关状态的方式获得线性的预测模型,将d-q坐标系下的定子电压和电流的二次不等式形式的约束用一系列的线性不等式来近似以简化预测算法的复杂性,由此把该模型预测控制问题转化为线性约束系统的多参数二次规划问题,通过离线求解获得全部最优控制状态反馈规律,解决了传统模型预测控制算法在线计算量大的问题.同时考虑到参数的时变特性,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对交直轴电感参数进行在线辨识,将辨识结果用于扩张状态的参数和目标控制电压的计算中,提高了该电流控制器的鲁棒性.     

基于TS模糊模型的稳定预测控制及其在机炉协调系统中的应用

针对TS模糊系统,提出一种基于模糊李亚普诺夫函数的稳定预测控制方法,通过构造模糊李普诺夫函数并最小化预测控制中无穷时域或拟无穷时域性能指标的上界,来设计满足系统闭环稳定、输入约束以及控制性能最优的平行分配补偿控制律.该控制律最终归结为求解一组线性矩阵不等式约束下的凸优化问题.模糊李亚普诺夫函数的使用减少了公共李亚普诺夫函数及分段李亚普诺夫函数的保守性,增加了可行解的范围.数值仿真和火电厂非线性机炉协调系统中的仿真试验,证明了这种方法的优越性和有效性.     

基于分布式预测控制的轮毂电机电动汽车横摆稳定控制

采用基于协作的分布式预测控制策略,研究带有轮毂电机的四轮驱动电动汽车的横摆稳定控制问题。车辆对象是带有约束的高阶非线性系统,控制难度大。因此,首先在合理的假设条件下,针对轮毂电机电动车辆横摆稳定控制问题建立包含车身、车轮和电机动态并带有状态和控制约束的面向控制的高阶线性模型。然后,为了降低计算代价,将高阶线性模型分解为五个低阶的存在状态信息耦合的子模型。针对此分布式模型,引入稳态状态和控制的参数化方法设计了允许跟踪目标变化的分布式跟踪预测控制方法。最后,利用高精确度的车辆动力学仿真软件,验证方法的性能,证明所提方法的可行性和有效性。     

一种基于连续线性规划技术的在线静态安全校正算法

提出了一种电力系统在线静态安全校正算法.该算法基于连续线性规划技术,将安全校正问题分解为非线性潮流和线性控制灵敏度计算子问题以及基于灵敏度的线性规划控制子问题.在线性规划控制子问题中采用了扩大参与约束集策略、主导约束预测策略、筛选参与控制集策略和限制部分控制的有效可控区间策略等来提高在线计算的效率.对3个大型实际系统进行的数值分析表明文中所提算法是十分有效的.     

直接电流控制的静止无功发生器的研究

分析了采用三相桥式电路的静止无功发生器(SVG)的运行原理.指出SVG发出纯容性无功功率时电容两端电压过高的原因及其解决的方法,采用了具有电压环和电流环的直接电流法控制SVG,针对电压环PI调节超调量容易过大的不足提出了PID控制,电流环采用PI调节,给出了参数的整合方法.通过MATLAB仿真给出了系统发出感性和容性无功时电流和电容两端电压的仿真波形,验证了系统的原理及设计思想.     

倒立摆模糊控制系统研究

提出了一种利用模糊控制器进行倒立摆控制的方法,建立了倒立摆的数学模型,并进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方案可以得到较为满意的结果.     

基于加权交叉耦合的多电机同步控制研究

多电机同步控制系统是现代制造业中研究的核心内容之一。目前的多电机同步控制策略中,不同职能电机在重要性上的区别往往被忽略了。针对这一问题,在相邻交叉耦合控制策略的基础上,通过赋予电机不同权值,提出了加权交叉耦合的多电机同步控制策略与算法,并且进行了稳定性和有效性证明。最后,通过Simulink对研究结果进行仿真验证,结果表明该控制算法改善了多电机同步效果,提升了系统生产效率。     

基于矢量控制的异步电动机节能运行的研究

针对异步电动机在轻载状态下运行效率低的问题,在以转子磁场定向的矢量控制系统中,建立了考虑铁损的异步电机的损耗模型。通过研究不同运行条件下电动机损耗和转子磁链的关系,采用了结合电机损耗模型和在线搜索的混合式节能控制方法,相比于单纯的损耗模型节能控制方法具有更好的高效性和鲁棒性。最后,通过仿真研究验证了此方法的正确性。     

基于前馈控制的双馈感应电机矢量控制

基于双馈感应电机(DFIG)的五阶数学模型,建立了以电网侧电压和转子电流为控制量的简化数学模型。在此基础上分析了电网电压波动时的定子暂态电流的变化机理,提出一种转子电流前馈控制策略,通过转子阻尼电流消除电网电压波动引起的定子输出电流波动,从而提高DFIG的动态性能。实验结果证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于重复控制原理的正弦逆变控制

为提高正弦逆变电源的波形质量和系统动、静态响应性能,在正弦逆变控制中引入重复控制原理.该算法将逆变电源视作一个参考正弦信号的随动系统,建立了单相正弦逆变电源输出滤波单元数学模型.利用Madab仿真软件对算法进行了在线仿真研究,并利用DSP微控制器构建的实验平台对算法进行了实验验证.结果表明,在采用该算法所设计控制器的控制下,正弦逆变器逆变输出稳定、波形畸变小、静态抗负载干扰能力强.     

并网逆变器内模和重复复合电流控制策略研究

综合分析了内模控制和重复控制的特点。根据其特点设计了内模和重复复合电流控制的并网逆变器。并进行了理论和仿真分析。结果表明,基于内模控制和重复控制相结合的复合并网电流控制策略具有良好的动态、稳态性能,能够消除周期性扰动的影响。     

基于自动控制技术的变频调速控制系统

随着自动控制技术及变频调速技术的发展,将自动控制技术与变频调速技术结合起来应用,对于异步电机的调速控制具有重要意义.本文提出了一种基于西门子S7-300PLC和Sinamics S120变频驱动装置的变频调速方案,该方案能够实现异步电机全速度范围内的转速自动调节.在实验室中,搭建了小功率试验平台,经试验验证,该变频调速方案能够对异步电机的转速能够根据上位机下发的指令进行自动调节,实现了全自动调速控制,具有很高的工程应用价值.     

基于变目标控制的MMC-HVDC控制策略

针对现有柔性高压直流输电控制策略无法很好保证控制系统鲁棒性、稳定性和快速性的现状,提出了一种变目标控制策略,将控制目标值分解为多个小目标,使系统快速无超调地分步达到指定目标,并提出了加入变目标控制环节后MMC-HVDC控制系统PI参数的设置原则和变目标控制调节时间的设置方法。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建三端柔性直流输电系统模型进行仿真验证,结果表明设计的变目标控制策略能很好地解决调节速度和超调量之间的矛盾,并能扩大PI环节参数的选取范围,增强控制系统的鲁棒性和适应性。     

基于滑模控制的TSMC-PMSM调速系统

设计了一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动的永磁同步电机(PMSM)滑模变结构直接转矩控制方案。该方案针对一般滑模控制器的抖振问题,设计了积分滑模面、符号函数平滑和变指数趋近律,并应用于PMSM转矩和磁链的控制,既克服了滞环直接转矩控制(DTC)转矩和磁链脉动大的不足,又解决了一般滑模控制器的抖振问题。采用DSP和FPGA开发了一套系统实验样机,给出了系统的软硬件设计方法,实验结果验证了系统设计的有效性,实现了系统高性能调速及网侧电能质量的优化。