基于H_∞的锅炉再热汽温状态变量的控制

为了提高电站锅炉再热汽温的控制品质,改善目前锅炉再热汽温控制的技术,讨论了基于非线性状态空间模型的锅炉再热汽温控制系统的鲁棒H∞控制方法.通过建立锅炉再热汽温控制系统的非线性时滞不确定性状态空间模型,利用鲁棒H∞控制方法,给出了其状态变量控制器的设计,结果由线性矩阵不等式(LMI)描述.控制器是否存在取决于LMI是否可解,所得控制器不需要调整额外的参数.通过仿真研究,验证了本方法的有效性.     

航空发动机模糊滑模控制方法的比较研究

研究了航空发动机的模糊滑模控制方法,使航空发动机在较广的运行条件下满足控制需求。采用一维间接模糊滑模控制、二维直接模糊滑模控制这两种方法设计模糊滑模控制器,并通过仿真对比,分析了两种设计方法在航空发动机线性模型和用LPV建模法建立的非线性模型上的控制效果。仿真结果表明,二维模糊滑模控制方法具有响应快,对外界干扰不敏感,系统鲁棒性强且非线性跟踪效果好的优点,其控制效果优于一维模糊滑模控制方法。     

汽轮机调节系统的非线性分析与模糊控制

首先给出了汽轮机调节系统的非线性模型,以PID调节参数作为系统分岔参数,运用Hopf分岔存在性的直接代数判据对该非线性模型的Hopf分岔行为进行了理论分析和数值仿真,指出了PID调节参数的选择原则。其次,针对汽轮机调节系统的非线性混沌振荡现象,在Hopf分岔点及固定奇点处建立了汽轮机调节系统T-S模糊模型,基于线性矩阵不等式(LMI)为其设计了模糊控制器,将处于不稳定振荡态的汽轮机调节系统控制到稳定运行状态,并借助Matlab数值模拟验证了其有效性。     

基于滑模控制方法的航空发动机限制控制研究

考虑到对航空发动机工作安全性和持久性的要求,采用基于滑模控制的航空发动机限制控制,将系统关键变量维持在允许的限制范围内。利用混合H_2/H_∞方法设计低选-高选滑模限制控制器,在CMAPSS线性化模型上仿真研究,并与基于线性调节器的限制控制方法对比分析。结果表明,滑模限制控制方法不仅保证了系统的关键变量在过渡态期间始终维持在限制值以下,同时还确保了系统具有最优的响应效果和鲁棒性。     

基于H_2/H_∞混合优化的大型风电机组变桨距鲁棒控制技术研究

基于线性矩阵不等式(LMI)设计多目标鲁棒H2/H∞状态反馈变桨距控制器,并通过极点配置,保证闭环系统的动态和稳态性能。变桨距控制器设计时充分考虑了减缓传动链疲劳载荷,达到减小机组关键部件载荷的目的。使用FAST软件进行仿真,仿真结果表明新型控制策略可有效平稳风电机组输出功率并降低机组疲劳载荷,实现了优化H2/H∞鲁棒控制性能。     

基于非线性卡尔曼滤波器的双通道传感器故障检测及隔离方法

航空发动机是典型的非线性系统,传统的基于线性模型的故障诊断算法忽略了高阶非线性特性,对诊断结果有一定的影响.本文建立了发动机改进平衡流形展开模型,提出了基于改进的平衡流形展开模型与容积卡尔曼滤波器相结合的双通道传感器故障诊断及隔离方法,利用双传感器的冗余性实现了快速灵敏地故障检测与隔离.所提方法在CFM-56发动机的模...     

发动机怠速的离散滑模控制

设计了发动机怠速的离散滑模(DSM)控制器,用已开发出的4缸、1.4L的AJR发动机怠速控制系统的非线性模型进行发动机怠速转速的控制。实验结果表明,与原机的控制器相比较而言,DSM控制器在跟踪期望怠速转速及抗干扰等方面具有优良的性能。     

航空发动机LPV建模方法改进

针对航空发动机线性变参数(Linear Parameter Var-ying:LPV)模型存在误差积累的问题,提出一种改进LPV模型。以某型涡扇发动机非线性模型为基础,建立以低压转子转速为调度变量的涡扇发动机LPV模型,在该模型上增加一个转速-供油量反馈,连同一个PI环节形成闭环回路,实现对LPV模型的改进。仿真结果表明:改进LVP模型可以有效地克服LPV模型误差积累的缺陷,更真实地反映非线性模型的稳态和动态特性。     

一种基于燃气轮机实时模型的硬件在回路平台集成与验证

为了研究基于燃气轮机模型的先进控制算法和故障诊断技术,需要建立准确性和实时性更好的燃气轮机实时模型。采用基于模型的设计方法,在Simulink中建立燃气轮机分段线性化实时模型,通过代码生成技术和封装技术,将模型集成在南京航空航天大学航空发动机/燃气轮机全数字仿真平台和硬件在回路平台。在硬件在回路仿真试验中,燃气轮机实时模型与非线性模型的最大相对误差不超过3%;单位步长内,实时模型在数字电子控制器中计算平均耗时为0.126 ms,最大耗时为0.131 ms,精确性和实时性均满足控制系统的要求。     

光伏并网逆变器非线性控制策略的研究

为了改善光伏并网逆变器的动态性能，在利用其d-q模型体现并网逆变器非线性特征基础上，应用状态反馈线性化方法设计了一种非线性控制器，以低消其d-q模型的非线性。这种方法解耦了电流中的有功和无功分量，从而实现了并网逆变器有功、无功分量的独立控制。基于Matlab语言的仿真表明：该方法比常规的线性控制策略具有更好的动态性能。     

时滞分数阶直驱风力发电机模糊混沌控制

为研究含有状态时滞的分数阶直驱风电系统（D-PMSG）混沌控制问题,提出模糊记忆状态反馈控制策略。首先,利用T-S模糊理论和分数阶微积分理论建立D-PMSG时滞系统模糊混沌模型;其次,基于并行分布补偿（PDC）控制技术,设计出模糊记忆状态反馈控制器;然后,利用Lyapunov稳定性理论和分数阶微积分性质,基于Schur补引理,以线性矩阵不等式（LMI）形式给出系统渐近稳定的充分条件;最后,利用Oustaloup滤波器逼近分数阶微积分算子,搭建仿真模型,验证该系统模型的正确性及控制方案的有效性,与无记忆状态反馈控制器相比,模糊记忆状态反馈控制器具有更好的控制性能和鲁棒性能。     

双馈式变速变距风电机组LPV控制器设计

提出了一种将闭环极点配置到满足动态响应区域内的增益调度LPV(linear parameter varying)鲁棒H_∞控制器设计新方法,以解决机组的动态稳定性问题.利用LPV的凸分解方法,将风电机组线性化模型化为具有凸多面体结构的LPV模型,然后利用LMI(linear matrix inequalities)方法对凸多面体各顶点分别设计满足H_∞性能和闭环极点配置的反馈增益,再利用各顶点设计的反馈控制器综合得到具有凸多面体结构的IPV控制器.与PID控制的仿真结果相比较,验证了该控制器具有良好的控制性能.     

基于反馈线性化的无刷双馈电机模型预测控制策略

提出一种无刷双馈电机(BDFM)基于反馈线性化的模型预测控制策略。基于BDFM状态空间方程,在控制电机磁场定向同步坐标系下,采用输入输出反馈线性化将BDFM转化为线性系统并证明系统稳定性,以此为基础计算系统预测值,根据BDFM离散预测模型,设计模型预测控制器,实现电磁转矩和控制侧电机磁链的独立控制。仿真试验结果证明该控制器具有优良的控制性能,能够实现平滑控制和系统解耦。     

神经网络在电传动装甲车用发动机控制技术中的应用

文中利用实测到的装甲车发动机试验数据作为学习样本,采用径向基函数(RBF)神经网络建立了发动机的辨识模型,根据该模型可以得到发动机的最佳燃油消耗率曲线。同时,采用神经网络训练、学习最佳燃油消耗率曲线,并将其存储到发动机控制器中,当发动机按该曲线工作时,可以保证发动机稳态时一直在最佳经济燃油状态下工作。     

Suboptimal level controller for steam generators in pressurizedwater reactors

The authors consider the design of a suboptimal water-level controller for steam generators in large pressurized water reactors using linear output feedback control. A methodology for feasibility analysis and linear output feedback control design is developed through eigenvalue dynamics. The proposed controller is a linear, constant, partial state feedback law. The controlled system has the following desirable features: (a) the controller is independent of disturbance, (b) the water level returns to its prespecified level value following a step disturbance, (c) the controlled system is asymptotically stable, and (d) transient response is similar to the transient response of an optimal complete state feedback controller. An example illustrates the applicability and the effectiveness of the proposed techniques     

风电叶片双作动器疲劳加载同步激振算法研究

针对双作动器驱动的风电叶片疲劳加载系统中两作动器同步控制问题,提出一种基于自抗扰控制算法的交差耦合同步控制策略;根据双作动器同步系统中同步误差与跟踪误差的控制要求,建立交叉耦合控制系统模型;进一步从安排过渡过程、跟踪估计系统状态和扰动、误差反馈及扰动补偿方面出发,利用最优控制综合函数设计一套自抗扰控制器;最后搭建一套风电叶片双作动器疲劳加载试验系统。试验结果表明,基于自抗扰控制算法的交叉耦合控制策略应用于双作动器疲劳加载系统能较好地保证作动器的速度同步性和位移同步性,受风载影响较小,系统鲁棒性强。     

Model-based power control strategy development of a fuel cell hybrid vehicle

An integrated procedure for math modeling and power control strategy design for a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) is presented in this paper. Dynamic math model of the powertrain is constructed firstly, which includes four modules: fuel cell engine, DC/DC inverter, motor-driver, and power battery. Based on the mathematic model, a power control principle is designed, which uses full-states closed-loop feedback algorithm. To implement full-states feedback, a Luenberger state observer is designed to estimate open circuit voltage (OCV) of the battery, which make the control principle not sensitive to the battery SOC (state of charge) estimated error. Full-states feedback controller is then designed through analyzing step responding of the powertrain and test data. At last of the paper, the results of simulation and field test are illustrated. The results show that the power control strategy designed takes into account the performance and economy characteristics of components of the FCHV powertrain and achieves the control object excellently.     

Two-level optimal output feedback stabilizer design

The paper addresses the design of two-level power system stabilizers using an optimal reduced order model whose state variables are torque angles and speeds. The reduced order model retains their physical meaning and is used to design a two-level linear feedback controller that takes into account the realities and constraints of electrical power systems. The two-level control strategy is used, and a global control signal is generated from the output variables to minimize the effect of interactions. The effectiveness of this controller is evaluated and a multimachine system is given as an example to illustrate the advantages of the proposed method. Responses of the system with a two-level scheme and an optimal reduced order scheme are included for comparative analysis.     

发动机电控冷却系统设计及试验

提出取消节温器,水泵、风扇分别电控化的发动机新型电控冷却系统型式,运用集总参数法建立系统的数学模型,并搭建电控冷却系统试验装置;运用反馈线性化方法设计非线性控制器,进行仿真和试验研究;分别设计基本模糊控制器和变论域模糊控制器,进行发动机冷却液温度控制试验。最后综合比较非线性控制、基本模糊控制和变论域模糊控制3种控制策略的控制效果,结果表明:发动机电控冷却系统采用变论域模糊控制效果较优。