基于端口受控哈密顿方法的Buck-Boost变换器控制

应用一种新的端口受控哈密顿(PCH)系统方法,研究了Buck-Boost变换器的建模与PWM控制问题。首先,建立了Buck-Boost变换器的PCH系统数学模型。然后,利用互联和阻尼配置的能量成形方法,给出了Buck-Boost变换器的反馈镇定原理。根据其稳态特性确定了系统期望的平衡点,分析了Buck-Boost变换器平衡点的稳定性,最后设计了控制器。仿真结果表明,该控制器具有很好的性能和应用前景。     

基于DSP的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究

采用专用电机控制的MC56F013型数字信号处理器作为核心,设计并开发了全数字化永磁同步电机无位置传感器矢量控制调速系统的软硬件,对控制系统进行仿真和实验.     

面向广义预测控制的协调控制系统建模与控制

针对电厂协调控制系统,提出了一种基于支持向量机(SVM)的广义预测控制(GPC)建模方法和控制算法。首先,根据电厂机组的实际运行参数,建立了600 MW亚临界燃煤机组协调控制系统受控对象的数学模型。其次,在建模过程中提出了一种新的混合优化算法——差分进化-灰狼优化混合算法(DE-GWO),以优化SVM,提高模型的准确性。最后,将基于SVM的GPC算法用于电站协调控制系统的设计。仿真结果表明,所提方法具有良好的跟踪能力和较强的鲁棒性。     

考虑网络丢包的网络化控制系统的广义预测控制

针对丢包现象影响网络化控制系统（NCS）稳定性的问题,设计了一个基于单边网络的广义预测控制器（GPC）．该控制器通过滚动优化确定一系列控制动作,利用该控制作用对基于模型的预测值进行修正,最终计算出向前N步的控制数据,以此来弥补数据丢失给系统带来的影响．经过仿真实验证明在网络存在丢包的情况下,NCS系统仍然能够达到稳定．     

永磁同步电机的哈密顿系统建模与控制

针对永磁同步电机（PMSM）负载转矩已知、未知和定子电阻不确定情况,采用一种新的能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统方法,研究了PMSM的建模与速度控制问题,并建立了PMSM的PCH模型,给出了闭环系统期望的哈密顿函数,设计了系统的控制器和负载转矩观测器,分析了系统平衡点的稳定性。仿真结果表明,所提出的方案对负载扰动和定子电阻变化具有很强的鲁棒性。     

基于广义系统模型的网络控制系统问题

首先研究了当被控对象为广义系统时，基于模型的网络控制系统的运行特性.基于模型的网络控制系统的特点是在传感器与控制器之间添加了一个模拟模型，利用被控对象经过网络传输后的带有误差的信息(包括被控对象的状态量)来对被控对象的原始状态量进行模拟.随后建立了针对广义系统对象的基于模型的网络控制系统数学模型.当网络诱导时延为小于一个采样周期的常数时，对系统的稳定性进行了分析.最后，通过一个数值算例说明了建模方法和稳定性分析判据的有效性.     

三相PWM整流器的能量成形控制与仿真研究

基于能量成形和端口受控哈密顿控制方法,研究了三相电压型PWM整流器的建模与控制问题。首先,在d—q旋转坐标系下建立了三相电压型PWM整流器的PCH模型。然后,根据系统控制器的设计目标,确定了系统期望的平衡点。利用互联和阻尼配置方法,给出了三相电压型PWM整流器的PCH反馈镇定原理。通过能量成形和参数匹配方法设计了控制器,并且分析了平衡点的稳定性。仿真结果表明,该方法能使所设计的PWM整流器运行于单位功率因数,输出的直流电压基本稳定在期望值且具有快速的动态响应,满足了设计要求。     

YEWPACK MARKⅡ广义预测控制的应用

新型改进广义预测控制（AGPC）算法具有强大的生命力和精确性．而传统的PID控制算法对于大时滞装置的控制无能为力．同PID算法相比，AGPC具有明显的优越性．尤其对于大时变系统．AGPC的优势就愈加明显．AGPC算法简单，计算量小，易周于时实控制系统中．我们仅讨论了单输入单输出系统（SISO），但这算法很容易推广至多输入，多输出线性系统（ADIADO），且在加热炉温度控制系统上进行了成功的应用，取得了满意的控制效果．     

广义预测控制在机组控制系统中的仿真研究

根据单元机组控制系统的特性,将广义预测控制算法应用到单元机组的控制系统中,为了说明广义预测控制算法优良的控制性能,引入PID控制算法和多变量动态矩阵控制算法;选取300MW机组在70％负荷点处定压工况下运行,采用三种控制算法对机组控制系统的响应速度和鲁棒性进行了分析,应用MATLAB软件得到仿真曲线;通过分析比较控制效果可见采用广义预测控制算法的单元机组控制系统的响应速度和鲁棒性方面具有较好的效果.     

Cuk变换器的能量成型控制与仿真研究

采用非线性控制方法———能量成型和端口受控哈密顿(PCH)系统理论,研究了Cuk变换器的控制问题。建立了Cuk变换器的PCH数学模型,利用互联和阻尼配置的能量成型方法,给出Cuk变换器的反馈镇定原理,分析了平衡点的稳定性,从而实现了Cuk变换器的控制。仿真分析表明,所设计的控制器具有较快的响应速度和较好的动态性能,具有很好的应用意义。     

Geometric structure of generalized controlled Hamiltonian systems and its application

The main purpose of this paper is to provide a systematic geometric frame for generalized controlled Hamiltonian systems. The pseudo-Poisson manifold and the co-manifold are proposed as the statespace of the generalized controlled Hamiltonian systems. A Lie group, called N-group, and its Lie algebra, called N-algebra, are introduced for the structure analysis of the systems. Some properties, including spectrum, structure-preservation, etc. are investigated. As an example the theoretical results are applied to power systems. The stabilization of excitation systems is investigated.     

一类广义Hamilton系统的有限时间稳定性及其在仿射非线性系统控制设计中的应用

研究了一类广义Hamilton系统的有限时间稳定性及其在仿射非线性系统控制设计中的应用,并给出几个新结果。利用Hamilton系统的结构特性和已有的关于局部有限时间稳定的结果,给出该类Hamilton系统有限时间稳定的几个判定准则。把得到的新结果应用于仿射非线性系统的有限时间控制设计中。通过选取恰当的Hamilton函数,并利用正交分解Hamilton实现及阻尼注入技术,为一类仿射非线性系统设计了一类有限时间控制器。给出两个例子以验证本文结论的有效性。     

Description and verification of switched control systems

0　INTRODUCTIONHybridsystemsareakindofcomplexdynamicalsys temsthatconsistofcontinuous timeevolvingsubsystemsanddiscrete eventdrivensubsystems ,whichinteractwitheachother .Suchhybridsystemsariseinvariedcontextsinmanufacturing ,communicationnetworks ,auto pilotde sign ,automotiveenginecontrol,computersynchroniza tion ,trafficcontrolsystems ,chemicalprocessandsoon[1] .Byaswitchedcontrolsystem ,ahybriddynamicalsystemismeantthatitconsistsofafamilyofcontinuous timesubsystemsandarulethatorchestra…     

基于端口耗散哈密顿系统的电机控制方法

为了满足永磁同步电机高精度、高动态性能的控制要求,提出了一种基于端口耗散哈密顿系统的电机控制方法.采用系统互联和阻尼结构配置的方式对永磁同步电机控制系统进行了设计,建立了d-q坐标系下的永磁同步电机数学模型,构造了端口耗散哈密顿系统的能量函数,利用IDA-PBC方法对电机速度控制器进行了设计.仿真结果表明,提出的控制策略只需要调节两个参数即可实现对电机的速度控制,减少了系统复杂性,利用负载扰动观测器作为前馈补偿,降低了噪声影响,加快了系统的响应速度,提高了系统运行的稳定性.     

双馈感应电动机的哈密顿系统建模与控制

针对负载转矩已知和未知情况，研究了双馈感应电动机（doubdy-fed induction machines，DFIM）调速系统的哈密顿系统建模与控制问题，采用端口受控哈密顿（port-controlled Hamiltonian，PCH）方法，建立了DFIM的PCH系统模型，给出了期望的闭环系统PCH结构，选取了期望的闭环哈密顿函数，设计了控制器和负载转矩观测器，分析了平衡点的稳定性，从而实现了DFIM电气子系统与机械子系统的控制，仿真结果表明所提出的控制方法是有效和可行的。     

双馈感应电动机的哈密顿系统建模与控制

针对负载转矩已知和未知情况,研究了双馈感应电动机（doubly fed induction machines, DFIM）调速系统的哈密顿系统建模与控制问题．采用端口受控哈密顿（port controlled Hamiltonian, PCH）方法,建立了DFIM的PCH系统模型,给出了期望的闭环系统PCH结构,选取了期望的闭环哈密顿函数,设计了控制器和负载转矩观测器,分析了平衡点的稳定性,从而实现了DFIM电气子系统与机械子系统的控制．仿真结果表明所提出的控制方法是有效和可行的．     

广义混合控制参数的理论研究

根据抗震结构混合控制理论，首次提出了狭义混合控制及广义混合控制的概念，并对被动调谐质量阻尼器（PTMD)及消耗减震相结合的广义混合控制体系进行弹塑性时程分析，研究其参数的变化规律。     

Compensation for time-delayed feedback bang-bang control of quasi-integrable Hamiltonian systems

The stochastic averaging method for quasi-integrable Hamiltonian systems with time-delayed feedback bang-bang control is first introduced. Then, two time delay compensation methods, namely the method of changing control force amplitude (CFA) and the method of changing control delay time (CDT), are proposed. The conditions applicable to each compensation method are discussed. Finally, an example is worked out in detail to illustrate the application and effectiveness of the proposed methods and the two compensation methods in combination. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10772159), the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20060335125), Zhejiang Natural Science Foundation (Grant No. Y7080070), and Fujian Provincial Science and Technology Project (Grant No. 2005YZ1021)     

欠驱动Furuta摆的摇起与平衡控制

欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统.该系统具有很强的非线性,对于这类系统的研究有助于非线性控制理论的发展.针对欠驱动Furuta摆系统,利用非线性控制方法分别设计了摇起和平衡控制器.运用基于能量的控制方法设计了摇起控制器,利用LQR方法设计平衡控制器.两个控制器通过切换实现控制转换.最后通过仿真实验验证了控制器的可行性.     

基于切换多胞系统的高超声速飞行器鲁棒控制

为了解决高超声速飞行器的包线跨度大和包线范围内模型参数时变系统的稳定与镇定问题,提出一种新的基于切换多胞系统的鲁棒控制方法．将飞行器包线范围内的飞行动态建模为切换多胞系统,采用基于参数依赖多胞Lyapunov函数与平均驻留时间方法,给出了系统在参数任意快变下渐近稳定的控制器综合方法．仿真结果表明:控制器具有良好的响应特性,可实现对指令的精确跟踪．该控制方法可克服传统切换控制的控制量输出跳跃现象,有助于降低系统分析与设计保守性．