基于反馈线性化的TCSC滑模控制

针对含可控串联补偿(Thyristor Controlled Series Compensation,TCSC)的电力系统非线性强及易受外部扰动的特点,应用反馈线性化方法和滑模变结构控制理论,设计了提高系统稳定性的可控串联补偿滑模控制器。通过引入反馈控制变量,基于状态反馈线性化理论实现了对非线性模型的精确线性化。采用极点配置方法设计滑模切换函数,从理论上保证发电机转子方程具有期望的极点。为了减小抖振采用指数趋近律和准滑动模态方法求取滑模控制律,使得设计的可控串联补偿非线性控制律形式简洁,鲁棒性好。为了验证该控制策略的有效性,在Matlab/Simulink环境下建立了基于反馈线性化的可控串联补偿滑模控制系统仿真模型,进行了仿真研究。仿真结果表明,与传统的控制方式相比,设计的控制器能有效地阻尼系统振荡,增强系统的暂态稳定性。     

反馈线性化最优滑模变结构励磁控制

将滑模变结构控制具有对摄动的完全自适应性与反馈线性化理论和最优控制理论结合起来,针对励磁系统,提出了一种基于反馈线性化最优的滑模变结构控制方法,给出了控制器的设计过程,避免了通常设计滑模变结构控制器时参数选取的盲目性,保证系统运行在较佳状态,且按指数趋近律设计的滑模变结构控制器不易产生抖动。仿真结果表明,这种方法能够充分发挥滑模变结构控制的鲁棒性优点,对电力系统具有较好的稳定作用。     

非线性反馈线性化方法在控制pH过程中的应用

pH过程广泛存在于化工、生物工艺、污水处理、发电等工业中,对这一过程进行良好的控制有着十分重要的意义.本文主要介绍了对pH过程使用反馈线性化的非线性控制设计.这种设计能较好的处理pH过程的非线性和滞后性.     

基于线性化反馈的滑模变结构重装空投纵向控制律设计

针对重装空投过程中,重型货物持续移动及瞬间离机严重影响载机的安全性等问题,提出了基于线性化反馈和滑模变结构控制相结合的控制律设计方法,利用非线性多输入多输出反馈线性化完成系统解耦线性化,在此基础上采用滑模变结构控制设计系统内环速度与俯仰姿态跟踪控制器,保证了系统鲁棒性,结合外环PID高度保持控制器完成整个飞行控制系统的设计.最后,仿真验证了该控制器鲁棒性强,且满足空投任务战技指标要求.     

基于滑模观测器的直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制

在许多高速、高精的直线伺服系统中,要求能实现对速度的快速精确跟踪,但其模型的非线性和变量间的耦合给控制带来难度.对高速、高精速度跟踪控制中,电流和速度的变化过程在时间尺度上相对接近,不能简单地采用磁场定向矢量控制方法实现静态解耦,否则电流和速度间的非线性耦合将破坏速度跟踪品质.采用状态反馈线性化方法来实现永磁直线同步电动机(PMLSM)模型的精确线性化和动态解耦.利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.通过扩展滑模观测器来实现对所需要的动子速度、加速度和负载扰动的鲁棒观测.并利用李雅普诺夫理论对由反馈线性化和滑模观测器构成的非线性闭环系统的稳定性进行了证明.仿真结果表明该方案使PMLSM伺服系统具有良好的鲁棒速度跟踪性能.     

异步电机反馈线性化二阶滑模定子磁链观测器设计

为了提高异步电机定子磁链的观测精度,提出了基于反馈线性化的二阶滑模磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到异步电机直接转矩控制中.为更准确的观测磁链,选取转子磁链为系统输出,运用微分几何理论将异步电机系统的输入/输出线性化,得到以转子磁链为输出的异步电机反馈线性化模型.在此基础上设计基于Super-twisting算法的二阶滑模转子磁链观测器,实现对转子磁链的准确估算,并对所设计的观测器进行稳定性分析.然后再利用转子磁链与定子磁链的关系,估算出定子磁链.将该观测器用于异步电机直接转矩控制中,达到了很好的控制效果.仿真与实验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

反馈线性化方法在双容系统中的仿真应用

针对双容系统这一典型的非线性、多变量、时变的控制对象,为了提高系统跟踪性能,首先利用非线性微分几何理论中的输入-输出反馈线性化方法,即选择合适的系统输出,并对各分量连续求导直至其表达式中出现控制输入变量,当满足一定条件后通过一定的控制输入变量替换就可将系统全局线性化,进而可以利用成熟线性控制理论对得到的线性化子系统进行控制,从而实现闭环系统的指数稳定.仿真研究表明,所提方法是有效的,且设计的闭环系统具有良好的静、动态性能。     

一种非线性反馈线性化的控制方法及其应用

对基于微分几何的输入／输出反馈线性化处理方法作了研究，并将其应用于飞机的非线性控制方程中．同时对飞机自动着陆的纵向飞行轨迹设计了跟踪控制方案。     

倒立摆的局部反馈线性化控制方法

针对一级倒立摆系统,基于局部反馈线性化方法将系统的动力学转换为便于控制器设计的级联系统模型,并利用线性矩阵不等式设计了满意PID控制器.实验结果表明,该方案实现了系统输出时指令信号的精确跟踪且具有抗干扰能力.     

基于反馈线性化的预测函数控制及其在CSTR中的应用

针对典型化工非线性对象连续搅拌槽反应器(CSTR),研究了基于反馈线性化的预测函数控制方法.首先将非线性过程精确反馈线性化,然后在此基础上,设计相应的预测函数控制器,仿真结果是令人满意的.     

无抖振离散滑模输出反馈控制方法及仿真研究

针对离散时间系统,提出了一种基于多速率采样输出反馈和幂次函数趋近律的离散滑模控制方法;理论分析表明,通过引入幂次函数可消除离散滑模控制系统的抖振;采用多速率采样技术,运用不同采样速率下的系统输出值表示系统状态,实现了仅用系统输入输出采样值完成离散滑模控制器的设计,减轻了控制系统设计的复杂性;仿真结果表明,控制器的输出、切换函数、系统的输出均不存在抖振现象,而且控制系统表现出了良好的动态特性。     

Output Feedback Terminal Sliding Mode Control for a Class of Second Order Nonlinear Systems

In this study, a novel output feedback terminal sliding mode control (TSMC) approach is proposed for a class of second order nonlinear systems in light of the equivalent output injection sliding mode observer (SMO) method and TSMC principle. The SMO method is applied to reconstruct full states in finite time and the non‐singular TSMC algorithm is designed to stabilize system states to equilibrium points in finite time. The corresponding stability analysis is presented. An indispensable illustrative example is bench tested to validate the effectiveness of the proposed approach.     

H∞ Control and Sliding Mode Control of Magnetic Levitation System

In this paper, H∞ disturbance attenuation control and sliding mode disturbance estimation and compensation control of a magnetic levitation system are studied. A magnetic levitation apparatus is established, and its model is measured. Then the system model is feedback linearized. A H∞ controller is then designed. For comparison, a sliding mode controller and a PID controller also were designed. Some experiments were performed to compare the performance of the H∞ controller, the sliding mode controller and the PID controller.     

Nonlinear Control VIA Generalized Feedback Linearization Using Neural Networks

A novel approach to nonlinear control, called Generalized Feedback Linearization (GFL), is presented. This new strategy overcomes one important drawback of the well known Feedback Linearization strategy, in the sense that it is able to handle a broader class of nonlinear systems, namely those having unstable zero dynamics. It is shown that the use of a nonlinear predictor for the system output is a key feature in the derivation of the control strategy. For certain types of systems this predictor can be found as a nonlinear function of the system input and output, allowing an output feedback control solution. The use of Artificial Neural Networks (ANN) to directly parameterize the predictor of the controlled variable when an explicit model for the system is not available, is investigated via computer simulations. This approach is based on the functional approximation capability of multi layer ANN.     

基于T-S模型的输出反馈滑模控制及应用

为了使系统满足品质要求并对不确定因素具有较强的鲁棒性,采用滑模控制方法。建立被控对象T-S模糊模型。针对系统状态不完全可测特点,采用迭代线性矩阵不等式方法,利用输出信息构造滑模面。根据系统品质要求,采用参数鲁棒设计方法,配置所需极点,确定相应在参数空间的映射关系。应用平行分布补偿算法,根据映射产生的参数样本训练T-S模糊控制器,实现等效控制律。在此基础上应用高增益方法设计切换控制律,保证系统对满足匹配条件的不确定因素具有较理想的自适应性。最后,直升机模型的仿真结果表明,方法具有很好的控制效果。     

Application of Feedback Linearization Method in Airplane Automatic Landing Control System

Summarizes the I/O feedback linearization about MIMO system, and applies it to nonlinear control equation of airplane. And also designs the tracing control laws for airplane longitudinal automatic landing control system.