极点约束下TCSC的LMI鲁棒控制器设计

为了提高晶闸管串联补偿装置(thyristor controlled series compensation,TCSC)控制器对系统的鲁棒性和反应速度,设计了一个极点约束下的多目标控制器。利用线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMI)进行H∞控制研究,在理论和设计上都有很多优点,得到输出反馈H∞控制器,提高了系统的鲁棒性。仿真结果也表明设计的TCSC控制器可以保证系统的暂态稳定性。     

永磁直线伺服系统的速度H∞控制器优化设计

对永磁直线伺服系统的速度H∞控制器提出优化设计,建立了基于模型匹配二自由度系统的状态空间模型,并将速度控制器设计归结为标准的H∞控制问题;用线性矩阵不等式法得到输出反馈??次优H∞控制器,以保证直线系统的鲁棒性.仿真和实验结果表明,用该方法设计的直线伺服系统能够很好的抑制扰动和跟踪给定.     

离散H∞设计的Matlab函数

针对离散系统H∞设计的dhfsyn和dhinflmi两种Matlab函数,研究了二者的不同,对同一个问题,这两个函数可能得到完全不同的设计结果。对于dhfsyn函数,由于采用了双线性变换,控制器的频率特性不能保持不变,使本来应该是稳定的系统变成不稳定的。分析指出,问题的实质是个脆弱性问题,对于脆弱性系统,当采用dhfsyn函数来进行H∞设计时就会出现不稳定的设计结果。     

统一潮流控制器的H∞鲁棒控制器设计

基于H∞控制理论，运用混合灵敏度方法设计了UPFC的H∞鲁棒控制器。仿真表明：UPFC的H∞控制具有比线性最优控制更好的动态品质，并使系统具有较强的鲁棒性和稳定性。     

并联型有源滤波器的 控制

电力系统的运行工况复杂,要得到系统和干扰的精确数学模型几乎是不可能的。介绍了H∞鲁棒控制器理论的基本原理,并运用混合灵敏度的方法设计了APF的H∞鲁棒控制器,能将电力系统的建模误差、参数不确定性和干扰不确定性等因素计入设计方案之中,因而能使控制系统具有很好的鲁棒性。采用混合灵敏度的方法设计H∞鲁棒控制器,在进行合理的降阶后利用Matlab软件进行仿真,结果表明：APF的H∞控制具有较好的动态品质,并使系统具有较强的鲁棒性。自动控制系统最重要的特性莫过于它的稳定性,在稳定的基础上,再追求系统满足一定的性能要求,这样的控制系统才具有实际应用价值。因此,保证闭环控制系统的稳定性,这是控制器设计所必须满足的基本要求。利用Matlab软件进行仿真,结果表明：APF的H∞控制具有较好的稳定品质。     

磁悬浮系统的H_∞状态反馈设计

理论上H∞状态反馈设计只要求解一个Riccati方程,但常会得出一种无意义的结果.提出H∞状态反馈设计还应该加一个鲁棒性约束,即灵敏度函数的峰值.增加了鲁棒约束下的设计是最佳的设计,才能得到最佳的扰动抑制性能.还指出H∞状态反馈设计中的性能指标γ和权系数都是有量纲的,并详细说明了性能指标和权系数的确定方法.以磁悬浮系统为例,对H∞状态反馈设计中的权系数进行了详细的讨论.所提出的设计思想对一般的状态反馈设计也是有益的.     

并联型有源滤波器的H∞控制

电力系统的运行工况复杂,要得到系统和干扰的精确数学模型几乎是不可能的.介绍了H∞鲁棒控制器理论的基本原理,并运用混合灵敏度的方法设计了 APF 的H∞鲁棒控制器,能将电力系统的建模误差、参数不确定性和干扰不确定性等因素计入设计方案之中,因而能使控制系统具有很好的鲁棒性.采用混合灵敏度的方法设计H∞鲁棒控制器,在进行合理的降阶后利用Matlab软件进行仿真,结果表明:APF的H∞控制具有较好的动态品质,并使系统具有较强的鲁棒性.自动控制系统最重要的特性莫过于它的稳定性,在稳定的基础上,再追求系统满足一定的性能要求,这样的控制系统才具有实际应用价值.因此,保证闭环控制系统的稳定性,这是控制器设计所必须满足的基本要求.利用Matlab软件进行仿真,结果表明:APF的H∞控制具有较好的稳定品质.     

轻型直流输电系统鲁棒非脆弱H∞控制器设计

建立了轻型直流输电系统dq0坐标系下的电压源型换流器被控对象的状态空间方程,考虑到模型参数的不确定性和不确定系统的控制器参数在一定范围内发生加性范数有界摄动的情况。利用线形矩阵不等式（LMI）方法对鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制器的设计进行了研究,然后分别对输电系统整流侧和逆变侧设计了鲁棒非脆弱H∞控制器。最后建立了MATLAB仿真模型,将所设计的控制器与H∞控制器进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的非脆弱性和鲁棒性。     

静止移相器和发电机励磁系统的自抗扰协调控制

通过构造扩张状态观测器对多输入多输出受控对象内环进行动态输出反馈线性化，并对补偿线性化后的对象外环进行预期动力学设计的方法，提出了基于自抗扰技术的静止移相器和发电机励磁系统的协调控制策略。利用Lyapunov能量函数法和H∞理论。分析了控制器的稳定性。为了比较不同的控制效果，文中同时给出了基于直接反馈线性化(DFL)的协调控制策略。数字仿真表明：该控制器与精确反馈线性化控制方法相比较，其结构更简单，且对模型的内外扰具有更佳的适应性和鲁棒性。     

控制系统的脆弱性与鲁棒性

针对脆弱性有不同的理解,提出了一种新的关于脆弱性的概念.脆弱性是指一个优化设计的控制系统却失去了稳定裕度.文中对此进行了分析和说明,指出这脆弱性问题并不是因为控制器的脆弱性造成的,其根本的原因是在最优控制本身,是最优设计的手段或所用的判据造成的.因为H∞优化设计中并没有用到稳定裕度的概念.在多入多出系统的设计中由于用的...