船舶电站柴油机双脉冲H∞调速器的研究

船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性．为了抑制负荷的扰动,提高柴油机双脉冲调速器的动态精度,本文将H_∞控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H_∞控制问题．建立了采用双脉冲H_∞调速器的柴油机调速系统的数学模型,针对外部干扰和模型的不确定性,双脉冲H_∞调速器的设计可以归结为混合灵敏度问题．计算机仿真实验结果表明,本文设计的双脉冲H_∞调速器能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效提高系统的动态精度和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统频率的稳定性．     

H2/H∞保性能控制理论在静止无功发生器控制中的应用

利用H₂/H_∞保性能控制理论和直接反馈线性化, 给出了单机无穷大系统中, 具有参数摄动的静止无功发生器(STATCOM)的非线性控制模型. 使用MATLAB软件得出H₂/H_∞保性能控制律, 表示为线性矩阵不等式(LMI).在扰动及参数摄动的条件下进行了仿真. 结果表明这种控制方法同时具有鲁棒性和最优性能, 降低了单纯H_∞控制方法的保守性, 提高了电力系统的稳定性, 并满足电压精度的要求.     

柴油发电机组非线性H2/H∞调速器的研究

船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性. 船舶电站柴油机调速系统是一个非线性控制系统, 为了分析系统的动态特性, 首先建立柴油机调速系统的非线性数学模型, 然后以此为基础设计非线性H2/H∞速器. 将直接反馈线性化和混合H2/H∞控制理论相结合应用于柴油发电机组调速器的设计,把系统的性能要求转化为标准H2/H∞控制问题, 获得了柴油机非线性H2/H∞转速控制律. 计算机仿真结果表明, 设计的非线性H2/H∞调速器有效地提高了系统的动态精度和抑制扰动的能力, 改善了船舶电力系统频率的稳定性.     

基于博弈论的H2/H∞混合控制及其在汽车主动悬架中的应用

文章提出把H₂/H_∞混合控制问题抽象为两个对局者信息不完全情况下的非零和博弈模型.在构造2×2非零和博弈模型中把反映系统鲁棒性能通道和动态性能通道作为参加博弈的两方,以H_∞和H₂控制方案作为两种纯策略,基于纳什谈判解原理设计出求解H₂/H_∞混合控制问题纳什均衡点的一般算法.把该算法应用于汽车主动悬架设计出基于纳什均衡点的H₂/H_∞输出反馈控制器.使用MATLAB进行仿真,仿真结果表明主动悬架系统在保持鲁棒稳定性与获得优化的动态性能指标之间取得平衡.     

船舶电站柴油发电机组H2/H∞控制器的仿真研究

为了提高船舶电站柴油机调速系统的动态精确度,抑制负荷的扰动,将混合H2/H∞控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将柴油机调速系统的性能要求转化为标准混合H2/H∞控制问题。计算机仿真结果表明,利用线性矩阵不等式方法所设计的混合H2/H∞调速器能在考虑模型不确定性的情况下,有效地提高了系统的动态精确度和抑制扰动的能力,改善了船舶电力系统频率的稳定性。     

一类不确定非线性系统的鲁棒H∞控制

在一种工程应用背景之下, 考虑了一类非线性系统的鲁棒H_∞ 控制问题, 不确定性范数有界, 基于HJI不等式研究了状态反馈控制器设计问题, 使得闭环系统满足H_∞ 干扰抑制性能要求.     

不确定Delta算子系统的鲁棒H∞重构控制

讨论一类含有参数不确定和执行器故障的Delta算子系统鲁棒H_∞ 重构控制设计问题. 通过利用故障检测与隔离(FDI)技术, 在考虑不可检测故障执行器输入为能量有界的干扰信号情形下, 基于H_∞ 干扰抑制的思想, 给出了系统可鲁棒H_∞ 镇定的充分条件. 所设计的控制器可使闭环系统鲁棒稳定, 而且对可允许的不确定性和执行器故障具有一定的H_∞ 性能. 数值例子说明了本文设计方法的有效性.     

一类线性切换系统具有H∞性能指标的二次稳定

研究了一类线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定问题.这类线性切换系统由两个子系统组成,并且每个子系统都不是具有H_∞扰动衰减度二次稳定的.利用单Lyapunov函数方法,得到了线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定的充分条件,同时由凸组合系统设计出确保线性切换系统二次稳定且具有H_∞扰动衰减度的切换律.进一步,还给出了线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定的必要条件.最后的仿真实例表明了结论的有效性.     

基于H∞控制理论的2-DOF内模控制器设计及其在电力系统中的应用

给出一种基于H_∞控制理论的二自由度内模控制器设计方法.考虑了标称模型与实际模型之间存在乘性摄动时的失配性,利用适当的状态变换,将跟踪问题的控制器设计转化成一个调节问题的标准H_∞控制器设计问题,再利用H_∞输出动态反馈完成了控制器设计.以电力系统模型为例设计了一个二自由度H_∞励磁控制器,仿真结果表明了此控制器的有效性.     

不确定性奇异时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了含不确定性线性奇异滞后系统的鲁棒H_∞控制问题.其中不确定性是范数有界的.为此首先给出了相应的无控制标称系统内稳定且满足H_∞范数界的一个充分条件.然后讨论了含不确定性奇异滞后系统鲁棒H_∞控制问题有解的一个充分条件,并同时给出了控制器的设计,控制器可由线性矩阵不等式解得.最后举例说明本文方法的正确性.     

柴油发电机组非线性H2/H∞综合控制器

独立电力系统的稳定性主要取决于柴油发电机组的转速和电压响应特性.柴油发电机组控制系统是一个非线性控制系统,转速和电压相互作用,对二者进行综合控制非常必要.为了分析系统的动态特性,首先建立柴油发电机组的非线性数学模型,然后以此为基础设计非线性H2/H∞综合控制器.将直接反馈线性化和混合H2/H∞控制理论相结合应用于柴油发...     

计及螺旋桨负载的船舶电力系统协调控制设计

推进负载对船舶电网的暂态稳定性影响是船电系统的主要特征之一.本文基于非线性鲁棒L2干扰抑制控制方法,研究了具有螺旋桨负荷的船舶电力系统中的励磁与调速的协调控制问题,在充分分析了柴油发电机组的非线性数学模型及其螺旋桨负载的相互耦合的非线性动态结构特性的基础上,提出backstepping控制技术与L2干扰抑制相结合的综合协调控制策略来设计控制器.该控制器在保证系统稳定的条件下,有效地抑制干扰对发电机系统电压和频率的影响.仿真表明,在给系统突加螺旋桨负载的情况下,该控制器能有效地抑制负载对系统性能的影响,验证了控制器的有效性.     

带摆动机构的多线切割机的线性H∞张力控制

针对常规张力控制在带摆动机构的多线切割机系统中精度不高,非线性干扰不稳定的问题,本文分析了系统结构和控制难点,采用干扰观测的线性H∞张力控制建立子系统模型,充分考虑系统中具有子系统模型的动态干扰和未建模动态干扰以及参数和结构的不确定性引起的误差,并给出解决方案.研究了线性H∞控制系统的稳定性,并在系统稳定的条件下,利用Chelosky分解方法,得到动态方程的解,大幅提高系统响应速度.样机的实验结果表明该系统具有系统张力波动小,稳定性能好,断线率低的特点.     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

带有SMES和电力推进负载的舰船电力系统鲁棒协调控制

基于Hamilton函数方法,研究具有超导储能装置SMES的舰船电网中的协调控制问题．在充分分析了柴油机组的非线性数学模型、SMES及其推进电机负载相互耦合的非线性动态结构特性的基础上,通过预置状态反馈完成了耗散Hamilton实现,并基于耗散实现设计了SMES和调速与励磁协调控制器．该控制器结构简单,物理意义明确．仿真结果表明,所设计的控制器能有效提高系统的暂态稳定性．     

基于BF-PSO的船舶电站柴油机分数阶控制器

针对船舶电力系统的频率稳定性问题,对船舶电站柴油机调速系统设计了分数阶PIλDμ控制器。采用细菌觅食-粒子群混合优化(BF-PSO)算法对分数阶PIλDμ控制器参数进行优化整定,解决了分数阶PIλDμ控制器整定参数多、设计复杂的问题。对分别采用分数阶PIλDμ控制器和传统整数阶PID控制器的柴油机调速系统进行了仿真和对比。结果表明,在同等条件下优化得到的分数阶PIλDμ控制器能够有效抑制模型参数摄动,鲁棒性更强,具有更好的控制效果。