基于多模型的超临界机组过热汽温改进模糊控制

火电厂超临界机组结构复杂,过热汽温对象具有大迟延、时变、非线性等特性,常规PID控制难以取得满意的控制效果。在结合常规模糊自整定PID控制器和基于控制历史的模糊控制器的基础上,引入分散推理思想,提出一种基于多模型的过热汽温改进模糊控制方案,设计基于分散推理结构的改进模糊主控制器。在控制过程中,基于不同的工况点设计的控制器可根据系统运行工况的变化进行切换。仿真结果表明,该方案的控制性能明显优于常规PID控制,具有良好的动态调节品质,对工况变化具有较好的适应性。     

基于径向基函数神经网络动态补偿的船用增压锅炉汽包水位多模型预测控制

针对船用增压锅炉大范围变工况的运行特点,采用典型工况下的固定模型与径向基函数神经网络相结合建立了汽包水位的多模型集。应用状态空间的预测控制算法,设计了预测控制器与神经网络补偿控制器相结合的汽包水位多模型控制器。该方法充分考虑了单一固定模型不能适应全局大范围工况变化的特点。仿真结果表明,所设计的控制器实现了汽包水位的稳定控制,提高了系统的响应性能,解决了大范围变工况的控制难题。     

近空间可变翼飞行器小翼切换自适应控制方法

针对近空间可变翼飞行器在小翼切换时存在参数不确定性的问题,本文设计了基于矩阵下三角对称(LDS)分解的小翼伸缩自适应切换控制器,以实现小翼伸缩的平滑切换。对近空间可变翼飞行器的非线性模型进行线性化处理,建立含有小翼伸缩变化的不确定线性模型;依据线性化的近空间可变翼飞行器模型,设计状态反馈控制器,并确定参考模型。然后设计自适应补偿控制器,消除参数不确定性的影响。将小翼切换自适应控制问题转换为参数不确定性问题,并且从理论上证明了小翼切换过程的稳定性。研究结果表明:提出的基于矩阵分解的自适应控制方法能够有效地解决小翼切换时飞行器参数不确定性问题,该方法有较强的鲁棒性,为飞行器参数不确定性问题提供了可靠地解决思路。     

基于T—S模型的不确定切换系统的鲁棒H∞可靠控制

提出一种基于局部T-S模型不确定切换系统的可靠控制方法,将输入空间划分为若干个区域,在每一区域内构建局部T-S模型并设计相应的控制器;这样由于模糊论域的变小而提高了逼近精度,然后再通过多模型切换控制,实现对整体非线性系统的逼近与控制．在此,利用并行分布补偿技术（PDC）,借助于LMI和凸优化方法,得出系统鲁棒凡可靠控制器的解析式．     

串联式混合动力汽车起-停巡航控制

以串联式混合动力汽车BJUT-SHEV为研究对象,针对起停工况下模型参数摄动和外部干扰等不确定性因素对控制效果的影响,提出一种基于非线性干扰观测器理论的自适应滑模控制方法.通过引入非线性干扰观测器对系统中存在的不确定进行估计,利用估计结果补偿滑模控制器输出,以提高滑模控制器的控制性能及鲁棒性;设计自适应律对切换增益自适应调节,以削弱滑模控制器的输出抖振.基于Lyapunov理论证明了该方法的稳定性,最后通过仿真实验进一步验证了该方法的可行性及有效性.     

基于多模型的内模控制及其在电厂过热汽温中的应用

针对电厂过热汽温被控对象具有大惯性、大滞后特性且对象参数随负荷变化较大等因素,提出了一种基于多模型的内模控制策略。将副回路系统与惰性区等效为一个广义被控对象,通过在不同工况辨识得到其多模型,设计出相应的内模控制器,根据运行工况选择相应的控制器,从而实现全工况运行的自适应控制。仿真结果表明,该控制策略比常规的单内模控制在大范围具有更好的控制品质。     

基于有限时间扩张状态观测的HEV鲁棒复合协调控制

针对采用双行星排动力耦合机构的混合动力汽车（HEV）,研究其纯电动模式至混合动力驱动模式切换过程,为减小由发动机转矩波动和行驶工况扰动导致的模式切换动态性能恶化,提出了基于有限时间扩张状态观测的鲁棒复合协调控制策略。分析模式切换过程并建立各切换阶段的系统动力学模型,针对造成模式切换冲击的切换阶段,设计基于有限时间稳定理论的扩张状态观测器估计发动机转矩和负载转矩扰动,在此基础上,构建基于观测状态的前馈补偿策略,并设计基于状态反馈的鲁棒H∞控制器,从而实现模式切换过程的鲁棒复合协调控制。仿真结果表明：有限时间扩张状态观测器有效提高了对发动机和负载转矩扰动的观测精度,优化了发动机转速的控制效果,基于有限时间扩张状态观测的鲁棒复合协调控制策略可有效克服车辆外界扰动的影响,显著减小HEV模式切换过程的冲击度。     

永磁同步电机无位置传感器宽转速范围自抗扰控制研究

为克服永磁同步电机在运行过程中受负载转矩扰动和电机参数变化的影响，提高永磁同步电机在无位置传感器条件下的抗干扰能力，提出了一种宽转速范围自抗扰动控制策略.首先，设计了一种滑模位置观测器，结合电压闭环弱磁扩速，实现了永磁同步电机在无位置传感器条件下的宽转速范围运行.其次，通过合理配置龙贝格观测器极点，在线估算负载转矩变化，在宽转速范围采用电流前馈补偿负载转矩扰动.接着利用内模控制整定电流环PI控制器参数，采用带遗忘因子递推最小二乘算法，设计了一种根据不同工况下切换的多电机参数分步辨识算法，解决了辨识方程数少于待辨参数的“欠秩”问题，进而实现电流控制器跟随电机参数自适应调节.仿真结果表明，所提出的控制策略能够实现无位置传感器宽转速范围对外部负载转矩扰动和电机参数变化的自抗干扰控制.     

一级倒立摆系统摆上舞蹈控制

倒立摆是一个典型的高阶次、多变量、非线性的不稳定系统.研究一级倒立摆系统摆上舞蹈控制器设计,实现了摆杆的摆起控制、稳定控制、小车任意位置控制、"快四一慢四"姿态控制和摆杆超级大旋转控制等.应用软切换的控制方法防止了在摆起控制器及平衡控制器切换时的剧烈抖动作用.为避免实际运行过程中小车撞墙现象的发生,设计了PID控制器来对小车的位置进行限制.基于直线一级倒立摆系统完成了摆上舞蹈的实物控制.     

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．