基于燃料—汽压系统H_∞控制器的设计

针对燃料—汽压模型采用H_∞控制理论设计了一种鲁棒控制器。根据超临界机组对象特性试验建立燃料—汽压模型,将H_∞控制器的设计归结为H_∞混合灵敏度问题,合理地选择了加权函数,得到了H_∞控制器,从奇异值的角度深入分析了H_∞控制器的控制效果,并把H_∞控制器与传统PID控制器进行比较,仿真结果表明,运用H_∞控制理论设计的燃料—汽压控制器有更好的给定值跟随性和鲁棒性。     

基于混合灵敏度永磁同步电机伺服系统H∞鲁棒控制

针对永磁同步电机伺服系统中存在的模型参数不确定性和负载扰动问题，引入H∞混合灵敏度设计方法设计了H∞鲁棒控制器，并讨论了加权函数的选择。利用MATLAB进行仿真研究的结果表明，采用H∞鲁棒控制器的永磁同步电机（PMSM）伺服系统较传统的PID控制的PMSM伺服系统具有更好的跟踪性能，鲁棒稳定性和抗干扰性能。     

基于混合灵敏度永磁同步电机伺服系统H∞鲁棒控制

针对永磁同步电机伺服系统中存在的模型参数不确定性和负载扰动问题,引入H∞混合灵敏度设计方法设计了H∞鲁棒控制器,并讨论了加权函数的选择。利用MATLAB进行仿真研究的结果表明,采用H∞鲁棒控制器的永磁同步电机(PMSM)伺服系统较传统的PID控制的PMSM伺服系统具有更好的跟踪性能,鲁棒稳定性和抗干扰性能。     

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.     

高压巡检机器人H_∞鲁棒控制器设计

针对巡检机器人易受恶劣作业环境及各种扰动影响难以控制的问题,基于机器人的动力学方程,通过设计合理的控制力矩,推导出机器人在有扰动情况下系统误差的状态空间模型,基于此模型利用线性矩阵不等式(LMI)和H_∞理论对机器人进行了鲁棒控制分析,设计了机器人鲁棒H_∞控制器,给出了H_∞控制器存在的条件和求取方法,求出了机器人的状态反馈控制器,最后在Matlab/Simulink环境下对机器人的机械臂进行了轨迹跟踪仿真,结果表明本文所设计的鲁棒控制器能够满足巡检机器人机械臂响应快速、跟踪准确、系统稳定、抗扰动效果好的设计要求。     

VSC-HVDC系统H_∞控制器设计

通过对dqO坐标系下电压源换流器模犁的分析,得到了电压源换流器增广被控对象的状态空间方程.利用H∞控制理论,设计了基于电压源换流器的高压直流输电系统的定直流电压、定直流功率、定无功功率控制器.根据MATLAB建立的仿真模型,对上述控制器进行了仿真实验.仿真结果表明,所设计的H∞控制器具有良好的控制性能,达到了设计要求.     

基于SDM混合反馈线性化H_∞方法的STATCOM系统鲁棒控制器设计

根据具有静止同步补偿器(STATCOM)的单机无穷大电力系统的特点,提出一种新的非线性控制器的设计方法。首先构建了系统的四阶仿射非线性系统数学模型,在鲁棒H∞控制方法的基础上,使用SDM混合反馈线性H∞方法设计出系统的非线性控制器;然后利用MATLAB鲁棒控制工具箱,通过解得Riccati方程得到控制器的具体控制参数;最后通过系统的对比仿真结果,验证了该控制器在提高系统暂态稳定性上的有效性和优越性。     

基于H∞理论的轴向磁悬浮轴承控制器

由于采用传统的比例积分微分PID（Proportion Integration Differential)控制难以保证其优良的稳定性和抗扰能力，采用了基于H∞控制系统的混合灵敏度的优化设计思想，在对轴向磁轴承H∞控制进行分析的基础上将H∞控制应用于磁轴承的控制器设计中，借助于Matlab线性矩阵不等式LMI（Linear Matrix Inequation）工具箱进行仿真，给出了H∞控制和PID控制的仿真波形，采用实时离散化处理的方法，通过编写控制程序在计算机控制系统中执行设计的控制器，实现了磁轴承的H∞控制，给出了H∞控制磁轴承在无外扰力和2kg外扰力情况下转子起浮实验波形，同时给出了轴向磁轴承在平衡位置受2kg突加扰动PID控制和H∞的实验波形，仿真和实验表明，基于H∞理论的控制比传统的PID控制具有更好的稳定性，较强的鲁棒性和抑制扰动的能力。     

鲁棒控制与H_∞最优化简述

介绍了灵敏度函数、H∞最优化及鲁棒稳定性的基本概念,简述了H∞最优控制与灵敏度函数、鲁棒稳定性的联系     

基于免疫的永磁同步电动机H∞鲁棒控制器设计

针对永磁同步电动机伺服系统中存在的模型参数不确定性和负载扰动问题,采用H∞混合灵敏度设计鲁棒控制器.将加权函数作为设计参数,这样控制系统的设计就可以表示为多目标优化问题,该文采用免疫算法来求解.在搜索到合适加权阵基础上,利用MATLAB得到H∞最优控制器.     

一类参数不确定大迟延对象的加权混合灵敏度H_∞控制

讨论一类具有参数不确定性大迟延对象的混合灵敏度H∞控制方法。通过选取适合的不确定性权函数、性能权函数和控制权函数,实现系统的鲁棒性能设计。仿真结果表明,采用本方法设计的控制器,使系统具有良好的鲁棒性能和较强的抗干扰性能,并能实现控制输出限幅。     

永磁直线伺服系统非线性自适应鲁棒控制器设计

对永磁直线伺服系统提出非线性自适应鲁棒控制器的设计方法。在永磁直线伺服系统非线性数学模型的基础上,为实现对速度和电流的准确跟踪,建立了误差系统的动态模型。将跟踪和干扰抑制归结为非线性自适应鲁棒控制器设计问题,通过构造存储函数得到包含电阻辨识算法的自适应鲁棒控制器的定理,证明定理给出的控制器能满足干扰抑制和系统的渐进稳定。仿真结果表明,用该方法设计的系统能很好的抑制扰动和跟踪给定,满足对高性能永磁直线伺服系统控制的要求。     

混合储能的鲁棒控制方法

针对传统混合储能变换器设计都基于精确模型,没有考虑其中的不确定量(如超级电容端电压和负载),提出了一种鲁棒H∞控制器。根据建立的状态空间模型和选取的不确定量,利用凸优化理论设计超级电容(super capacitor,SC)和锂电池(lithium battery,LB)的多胞体模型。当不确定量变化引起稳态工作点移动,导致母线电压波动时,通过一阶低通滤波器完成功率分配。超级电容处理高频波动,锂电池处理低频波动,通过与H∞控制器相结合来极小化对母线电压造成的冲击影响,同时采用区域极点配置的方法改善动态响应。利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LM I)求出超级电容和锂电池对应的H∞控制状态反馈控制参数。最后,通过M ATLAB实验证明了所提方法的有效性。     

额定风速以下风力发电系统的双频环优化控制器设计

分别针对低频风速和高频风速建立风力发电系统的双频环基本非线性模型,在此基础上设计双频环优化控制器。该控制器由低频On-Off控制部分和高频H∞动态输出反馈部分组成。仿真实验表明,在额定风速以下时,该控制器低频On-Off部分可以使风力发电系统的叶尖速比λ快速跟踪其最优值λopt,实现最大风能捕获;高频H∞动态输出反馈部分可以抑制过大的电磁转矩振荡,尽量使发电机机械振荡最小,相对于单纯的On-Off控制具有更高的控制精度和更好的鲁棒性能;并且风力发电系统的多个控制目标之间需要进行折衷处理。     

交直流联合输电系统的鲁棒稳定控制器设计

研究了交直流联合输电系统(AC/DC)的模型和鲁棒控制问题。综合考虑AC/DC系统交、直流部分的动态特性及其实际电力系统中各发电机组的阻尼系数和惯性时间常数的不同性,提出了一类五阶非仿射非线性的控制模型。针对该系统模型的特点,引入相应的鲁棒控制策略,设计了系统的鲁棒线性控制器,通过对直流系统换流器触发角的控制,实现系统稳定和对外界干扰的抑制。仿真结果验证了提出控制策略的有效性和实用性。     

光纤电流互感器系统的鲁棒控制器设计

为了减少系统增益的不确定性对系统动态性能的影响,笔者根据系统性能指标的要求,利用鲁棒控制理论设计控制器,改善了光纤电流互感器系统的动态性能,提高了系统的鲁棒性。同时分析了光纤电流互感器的闭环检测原理,建立了系统的数学模型。最后,通过计算机仿真对鲁棒控制器进行了仿真验证。仿真结果表明,改进的控制器设计提高了光纤电流互感器的鲁棒性,可使系统在较大范围参数变化时仍具有良好的频率特性和阶跃响应速度。     

一种模糊PID控制器的鲁棒优化设计

主要研究一种模糊PID控制器的鲁棒设计。以小增益定理分析得到该模糊PID控制系统稳定条件。针对参数摄动系统的‘最坏点’用该稳定条件作为约束,采用遗传算法对标称系统的性能进行优化,求得优化鲁棒控制器。同时对鲁棒模糊PID控制器中模糊非线性控制进行了比较分析。     

电动汽车磁悬浮飞轮电池储能系统设计

为了提高电动汽车动力蓄电池能效,增加电动汽车的启动功率,设计了一种电动汽车用五自由度主动悬浮控制的磁悬浮飞轮电池储能系统,阐述了系统的悬浮控制原理,并结合一种数字比例-积分-微分(PID)控制算法建立了该磁悬浮飞轮径向单自由度传递函数.仿真分析了该传递函数的频谱特性及飞轮转子的运动轨迹曲线,实现了对磁悬浮飞轮电池样机30 000 r/min的旋转实验.实验结果表明:该磁悬浮飞轮转子可以高速稳定旋转,具有良好的储能能力;可以辅助电动汽车原动力蓄电池工作,有助于提高原动力电池的充放电性能以及延长原动力蓄电池的使用寿命.     

基于混成自动机理论的光伏并网逆变器控制研究

分析了光伏并网逆变器的混成特性并概述了混成自动机理论。在光伏并网逆变器的混成自动机建模与控制器设计的基础上,提出了并网逆变器的一种并网控制策略。通过Matlab仿真平台的Simulink和Stateflow工具箱仿真验证了混成控制器和并网控制策略的正确性和有效性。仿真结果表明,所设计的光伏并网逆变器不仅可以实现正常的并网功能,而且有一定的无功和谐波补偿能力。     

一类相似组合大系统鲁棒控制器设计

首先从理论上描述了两个线性控制系统间的相似性。由这类线性控制系统互联组成的具有不确定参数的非线性组合大系统仍具有某种相似结构,充分利用其相似结构信息可以设计出一种变结构鲁棒控制器。由于目前还没有针对一般非线性组合大系统的控制器设计方法,所以相似结构在一定程度上可以简化组合大系统的分析和设计。