风力发电机组的变桨距复合控制

针对变桨距风力发电机组的强非线性和时滞特性,受参数变化和外部干扰严重,提出了基于前馈补偿和模糊PID的复合控制策略来实现变桨距功率控制.将模糊控制与常规的PID控制相结合,设计了模糊自整定PID控制器对控制参数进行在线调整.考虑风速是一个可测的主要扰动,设计了前馈补偿器,采用分段比例控制补偿一个适当的前馈桨距角,在额定风速以上时作用于系统,实现按扰动的快速补偿.变桨距控制系统采用S7-1200PLC作控制器,编写程序实现了变桨距复合控制.试验表明,系统抗扰能力强,控制效果良好.     

永磁同步直线电动机自抗扰控制算法研究

针对永磁同步直线电动机对于外界扰动以及系统参数变化敏感的特点,在传统自抗扰控制技术的基础上,结合前馈和反馈控制,提出一种改进型自抗扰控制算法,利用该算法可有效观测并补偿永磁同步直线电动机速度及位置控制系统中的动态耦合扰动。仿真结果表明,与经典PID控制及传统自抗扰控制算法相比,改进型自抗扰控制算法具有更好的动静态特性。     

基于优化模型补偿自抗扰的伺服控制方法研究

在永磁同步电机(PMSM)自抗扰控制器(ADRC)系统中,扩张状态观测器(ESO)在扰动较多且幅值变化大时难以保证估计精度,而普通的模型补偿自抗扰控制器的性能又受到参数辨识精度和辨识算法复杂度的限制.针对该问题,提出一种伺服系统优化的模型补偿自抗扰控制方法.以交轴电流和实际转速作为线性扩张状态观测器(LESO)输入,采用二阶LESO对系统总扰动进行观测,将此观测值作为补偿模型补偿到速度环ADRC的ESO中,并在控制量的扰动补偿项中去除该补偿模型,实现模型补偿的目的.仿真和实验结果表明,该方法显著降低了ADRC中ESO要估计量的变化幅度,提高了扰动估计精度,同时不需要进行额外的参数辨识,可实时在线获取补偿模型,具有较好的动态特性与抗扰动能力.     

立方体机器人自抗扰平衡控制方法

针对立方体机器人动力学模型多变量、强耦合的问题,提出一种基于自抗扰控制的平衡控制器设计方法.引入虚拟控制量,并在控制量与输出向量之间并行地嵌入多个自抗扰控制器,从而实现对多变量系统的解耦控制,将系统的动态耦合和外部扰动视为各自通道上的自抗扰控制器的总扰动,在为期望姿态安排过渡过程基础上,设计扩张状态观测器对总扰动进行估计并实时补偿.综合采用经验试凑法和带宽法对控制器参数进行整定,对自抗扰控制器系统进行稳定控制、姿态跟踪、抗扰性和鲁棒性实验,并与PID控制系统进行定量对比分析.仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器不仅能有效实现立方体机器人的平衡控制,而且较PID控制器具有更好的响应速度、控制精度和强鲁棒性.     

额定风速以上风切变场中风力发电系统独立变桨鲁棒控制

研究了风切变场中风力发电系统的独立变桨鲁棒控制问题.针对风切变对额定风速以上恒功率控制的影响,设计了一种额定风速以上独立变桨距鲁棒控制器,该控制器由基于自抗扰控制的集中桨距角控制器和基于扰动补偿的独立桨距角控制器叠加而成,其中统一变桨控制器能及时补偿由于风速变化,风力机参数变化导致的系统模型不确定性,并且能有效抑制电磁转矩扰动;独立桨距角控制器能有效抑制风切变引起的转速波动以及叶片拍打方向的机械载荷,对统一变桨信号的频率和幅值变化的鲁棒性较好.理论分析和仿真结果表明了本文所提方法的有效性.     

基于功能性电刺激的腕部震颤抑制系统线性自抗扰控制

功能性电刺激是实现病理性腕部震颤抑制的重要手段.但是,由于腕部肌骨系统生理特性复杂,难以对其准确建模,限制了震颤抑制控制的效果.针对上述问题,首先,建立腕部肌骨系统的Hammerstein模型,给出参数辨识方法;然后,针对肌肉非线性招募特性通过前馈控制进行模型线性化,进而设计自抗扰控制器实现对肌骨系统建模误差和震颤等外部扰动的估计和补偿,根据带宽法和稳定裕度要求完成控制器参数整定,并对闭环系统的跟踪和抗扰性能进行仿真分析;最后,基于腕部震颤抑制系统平台对所提出自抗扰控制方法与PID控制进行对比实验,验证所提出控制方案的有效性.     

基于定量反馈理论的时滞系统自抗扰控制参数整定

工业过程对象普遍存在时滞、模型参数不确定性和外部扰动多等特点,传统Smith预估控制方法难以设计出满足期望性能的鲁棒控制器.针对模型参数不确定性和外部扰动,本文采用自抗扰控制技术进行估计和补偿.针对系统存在时滞的特点,本文提出改进Smith预估器结构,提升扩张状态观测器对于扰动估计的实时性.在此基础上,本文以一阶时滞系统为例提出了控制器参数整定方法.首先根据最优参数选取准则确定预估器模型,然后在等效模型框架下采用定量反馈理论整定自抗扰控制器参数,确保控制系统达到预期性能指标.在仿真实验中,将所提出方法与几种常见时滞系统控制方法进行比较,通过设定值跟踪、抗扰及蒙特卡罗实验验证了所提出方法具有良好抗扰能力与鲁棒性.     

基于电厂热工控制系统的自抗扰技术应用分析

电厂热工系统的大滞后、大惯性及非线性问题,导致电厂在运行中存在诸多不稳定因素。相较于传统的PID控制器而言,自抗扰控制器具有较好的鲁棒性和适应性,将其应用在电厂热工控制系统中,可有效提高自抗扰控制器的抗扰性能。因此,本研究旨在传统线性自抗扰控制器上增设一个线性扩张观测器,实现对总扰动误差值的观测和补偿,从而达到提升自抗扰控制器性能的目的,为电运行的安全性及稳定性保驾护航。     

波浪作用下船舶航向自抗扰控制设计及参数配置

针对具有内部参数不确定性和外部扰动的海上船舶设计了航向自抗扰控制器,并解决了舵机模型中舵角的限幅和限速问题,基于滑模控制理论提出了反馈控制带宽的计算方法.采用频域分析的方法,系统地分析了自抗扰控制器对外部波浪扰动的抑制能力、模型参数不确定时的鲁棒性;结合作者实船工作经验以及系统动态特性与控制参数的关系,提出了船舶航向控制器参数的配置规律;最后以一艘57000吨级散货船为控制对象,验证了航向控制器的鲁棒性和本文所述参数配置规律的有效性.为将自抗扰控制算法应用于船舶自动舵设计提供理论依据和实践参考.     

浊度大时滞过程的预测自抗扰控制器设计

待滤水浊度过程涉及复杂的物理、化学反应,具有明显的大时滞、不确定性和干扰多等特点,一直是制水行业公认的难控系统.针对其干扰多和不确定性特点,采用自抗扰控制来主动实时估计扰动并进行补偿;针对其大时滞特点,采用预测控制对输出提前预报来弥补大时滞系统中的信息不及时,从而得到一种既具信息预估又具主动补偿总扰动的预测自抗扰控制器.本文重点分析了预测自抗扰控制器的性能,给出了时滞系统在该控制器作用下的开环频率参数求取方法及简单实用的参数整定公式,最后将其与几种常见控制器进行了仿真比较.仿真结果表明:预测自抗扰控制器具有良好的抗扰恢复能力和设定值跟踪能力,且参数整定容易,具有简单、好用且有效等特点,为该控制器的工业化应用提供了积极的指导作用.     

状态滞后线性系统的H∞状态反馈控制器

利用LMI(线性矩阵不等式)的方法, 首先给出了一般的状态滞后自治系统内稳定且具有H∞范数界的一个充分条件. 并由此得到了一般的状态滞后系统H∞问题有解的一个充分条件, 通过解LMI可以获得控制器的解. 最后举例说明方法的正确性.     

Lurie滞后反馈控制系统绝对稳定的鲁棒扰动界

本文应用Lyapunov方法讨论了具有时滞反馈的 Lurie控制系统的鲁棒绝对稳定性,给出了具有一个和多个滞后反馈的Lurie控制系统的绝对 鲁棒稳定的充分条件．用本文的结论可直接计算具有时滞反馈的Lurie控制系统绝对稳定的 鲁棒扰动上界．文末给出了应用本文结论的例子．     

多滞后线性随机系统的稳定性判据

本文利用作者建立的时滞随机系统的比较原理和多滞后确定性系统的稳定性结论，建立了多滞后线性随机系统的滞后无关均方渐近稳定性的判据。     

时延线性系统参数估计的一种新方法—Fourier级数法

本文提出了一种用Fourier级数来对时延线性系统进行参数估计的新方法,通过Fourier级数对系统变量的展开,并引入时延分析方法,进而利用最小二乘法得到参数的估计值,并用例子说明了展开项数对估计精度的影响,以及与方块函数用于参数估计作了比较,以体现该法特点。     

变风量空调系统的预测控制应用研究

变风量空调具有非线性和大时滞等特点,通过建立静压点压力与流量变化的关系确立模型,结合预测控制优化参数的控制策略,系统在流量变化的冲击下达到压力恒定和控制的快速响应,从而改善空调系统的性能和达到节能的目的。系统利用相关的参数进行了仿真研究,结果表明该控制策略有助于解决静压点压力在流量变化较大时能相对保持恒定。     

滞后线性定常广义不确定系统的变结构控制设计*

本文首次引入了滞后广义系统的受限等价分解形式，利用滞后正常系统的理论和无滞后广义系统的理论，研究了滞后线性定常广义系统的变结构设计问题，所提供的的研究方法为进一步研究滞后文义系统的其它问题（例如调节，跟踪）开创了一条新的途径。     

一类带有时滞的广义系统的H∞控制:一种LMI方法

利用线性矩阵不等式方法研究了一类带有时滞的广义系统的H∞控制问题.在一定条件下,一个时滞奇异系统可以转化成由一个微分方程和一个代数方程组成的系统,基于线性矩阵不等式方法给出了使这类系统H∞干扰抑制性能指标满足要求的无记忆状态反馈控制设计.     

线性时滞不确定系统的鲁棒稳定控制

对于线性时滞不确定系统,给出一种鲁棒渐近稳定控制器的设计方法,且对匹配与不匹 配两类不确定系统进行了研究.与现有结果相比,按此方法设计的系统不但控制器增益较小, 实现方便,而且可以容许较大的系统不确定性.     

粒子群算法在稳定时滞系统设计中的应用*

时滞系统稳定性的判断问题一直是控制理论领域的研究热点。针对大多数的理论定理过于复杂,在实际的工程应用中不易应用且不直观的问题,提出一种基于粒子群算法来判定时滞系统的稳定性的简便方法。通过PSO搜索拟特征多项式的特征根来判断系统的稳定性;给出了一个应用实例以及路由器设计中实际应用的例子并加以验证。仿真结果表明所提出的算法可以快速有效地判断时滞系统的稳定性。     

网络控制系统传输时延分析与测试

为了了解时延的变化规律，尽可能减小时延对控制系统性能的影响，对不同协议下的传输时延进行了测试和分析，找出了影响时延大小的因素，并为网络控制系统传输协议的选择提供了参考意见。