直接辨识扰动模型的内模极点配置自适应控制

给出了直接在辨识器中估计扰动模型和过程模型参数的算法,扰动模型用于极点配 置自适应控制,根据内部模型原理消除未知确定扰动.由于使用了与常规方法不同的观测向 量,因而省去了分离扰动模型的计算过程.这种方法可适用于多个扰动频率的情况,且辨识器 的阶数不超过常规辨识器.分析了参数的可辨识性和系统的稳定性.     

扰动估计器的构造和设计

本文介绍了一种扰动估计器的构造和设计，它是渐近稳定的，能对有界、带限的不可测扰动作出实时估计，并可将估计误差控制在一定的范围内．该扰动估计器不要求受到扰动的受控系统是稳定的，也不要求受扰的受控系统处于闭环状态．仿真结果验证了该扰动估计器的有效性．     

拢动估计器的构造和设计

本文介绍了一种扰动估计器的构造和设计，它是渐近稳定的，能对有界、带限的不同测扰动作出实时估计，并可将估计误差控制在一定的范围内，该拢动估计器不要求到扰动的受控 稳定的，也不需求受扰的受控系统处于闭环状态，仿真结果验证了该扰动估计器的有效性。     

基于神经网络逆控制的水轮机调节系统

根据神经网络对非线性系统模型的辨识能力,将其与自适应逆控制相结合,对水轮发电机组的逆模型进行建模,构建一种新的水轮机调节系统。该方案以逆系统以及系统辨识理论为基础,以水轮发电机组作为被控对象,分别针对其频率和负荷扰动,建立神经网络在线逆控制器,对系统进行调控,并将仿真结果与传统PID控制进行比较。从仿真结果可以看出,所提的控制方案能够实现对水轮发电机组的有效控制,使系统具有较好的动态性能和鲁棒性。     

负荷频率控制系统的线性自抗扰控制

本文研究负荷频率控制系统的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection, LADRC)方法. 考虑负荷频率控制系统的模型及结构, 本文首先通过一仿真例子分析了二阶和三阶LADRC在单区域电力系统的控制性能,指出二阶LADRC在负荷频率控制中的限制. 随后本文针对负荷频率控制中存在的发电速率约束(generation rate constraint, GRC)这一实际问题, 提出一种anti-GRC补偿方案. 该方案将汽轮机理论输出与实际输出误差作为扰动输入, 利用扩张状态观测器进行估计, 从而使LADRC能够快速补偿该误差, 达到抗积分饱和的作用. 最后, 本文将LADRC设计方法推广到具有再热汽轮机和水轮机系统以及多区域电力系统. 仿真表明LADRC是一种独立于模型的普适性控制结构, 所需整定参数少, 能够取得比PID控制更好的抗干扰性能, 可以应用到负荷频率控制系统中.     

基于补偿灵敏度PID方法的负荷频率控制

基于继电辨识技术估计时滞LFC动态响应,提出一种改进的PID控制器反馈控制结构,并采用补偿灵敏度函数来评估负荷扰动影响,构建系统参数与控制器参数传递函数模型,通过对传递函数进行罗朗级数展开求解控制器参数。基于系统模型参数扰动和负荷干扰的MATLAB/SIMULINK仿真结果表明,本文设计的控制器具有很好的抗负荷干扰能力,能快速调整系统频率偏差、联络线功率偏差和ACE为0,同时系统过渡过程性能明显优于传统PID控制方法的结果。     

直流闭锁故障下安徽电网机组一次调频性能分析

特高压直流闭锁会对电网频率造成冲击,造成大量负荷损失。同时还会对区域电网联络线潮流产生扰动,并伴有电网解列、系统频率及线路潮流过载等情况,给电网频率带来较大风险。为深入了解特高压直流闭锁后的电网频率特征以及机组一次调频情况,对宜宾-金华直流闭锁故障进行研究。分析了安徽电网频率变化特性和安徽电网发电机组一次调频现状,提出了优化机组一次调频性能措施。通过分析在直流闭锁故障后不同电网输送功率下安徽电网频率扰动的规律,以指导不同类型机组一次调频响应变化。采用BPA软件,仿真分析对电网频率造成影响的因素,如电网功率缺额幅度、机组一次调频性能、参与一次调频机组总容量等,为今后新的电网格局下稳定特高压电网频率控制提供了参考。     

基于扰动和摩擦补偿的柔性机械臂系统非奇异快速终端滑模控制

本文针对系统中存在的关节摩擦、动力学参数不确定性和外部负载干扰等因素引起的柔性机械臂系统控制性能下降的问题,提出了一种基于扰动和摩擦补偿的非奇异快速终端滑模控制方法(NFTSMC-DE-FC).首先,设计扰动估计器(DE)对系统未知动态参数和负载干扰进行估计.然后,针对扰动估计器不能精确估计的关节摩擦力矩进行辨识.最后,利用滑模控制技术设计非奇异快速终端滑模控制器,并将扰动估计值和摩擦力辨识值以前馈的方式进行补偿,实现对柔性机械臂系统给定参考轨迹跟踪的准确性以及对外界扰动的鲁棒性.值得注意的是,与传统只使用扰动估计器的方法相比,本文考虑到了摩擦力等非线性因素的影响,并利用辨识技术对摩擦力进行辨识,提高了控制精度.利用Lyapunov稳定性定理从理论上证明了所设计的控制器可以保证闭环系统的稳定性.实验结果表明,相较于非奇异快速终端滑模控制方法(NFTSMC)和基于扰动估计器的非奇异快速终端滑模控制方法(NFTSMC-DE),所提方法提高了柔性机械臂系统的轨迹跟踪性能.     

考虑扰动与输入饱和的机械臂连续非奇异快速终端滑模控制

针对机械臂控制过程中由于扰动与输入饱和造成的控制精度低的问题,提出一种连续非奇异快速终端滑模控制算法.首先,针对输入饱和问题,设计饱和补偿系统以消除输入饱和特性;其次,为避免滑模控制的抖振问题,设计二阶模型不确定与扰动估计器(UDE)对扰动项进行估计;同时,为进一步提高控制精度,采用自适应方法对扰动估计误差进行控制;在...     

极点配置固定滞后稳态Kalman平滑器

基于稳态Kakman预报器和白噪声估计理论, 应用控制理论中的极点配置原理, 提出了极点配置固定滞后稳态Kalman平滑器. 它们不仅是全局渐近稳定的, 而且通过配置平滑器的极点可使初始平滑估值的影响按指数衰减迅速消失. 它们避免了计算最优初始平滑估值, 可减小计算负担. 一个雷达跟踪系统的仿真例子说明了其有效性     

含柴油发电机和蓄电池储能的独立微电网频率分层控制

针对由间歇性可再生能源、柴油发电机组和蓄电池储能系统构成的独立微电网,提出一种新型的频率分层控制方案,建立适合蓄电池储能系统和柴油发电机组不同控制特性的分层控制结构及其协调控制策略,提高了独立微电网频率控制的稳定性和灵活性.在一级控制中,采用改进型下垂控制的蓄电池储能系统,来处理较小变化幅度和较短变化周期的随机净负荷波动,提高独立微电网系统的瞬态频率响应特性和频率质量.在二级控制中,采用改进的柴油发电机PID调速控制,应对较大变化幅度和较长变化周期的系统净负荷波动,实现系统频率的无差控制.最后,通过对东澳岛风柴蓄混合能源独立微电网系统在不同运行条件下的频率控制仿真结果,验证了所提方法的可行性和有效性.     

基于压缩采样的电力系统负荷频率自动控制研究

为降低新能源接入对电力系统的影响，研究了基于压缩采样的电力系统负荷频率自动控制方法。利用匹配追踪算法对采集到的新能源发电输出功率信号进行稀疏表示，并将稀疏表示后的信号投射至测量矩阵得到低维的测量值。在测量值范围内，运用L₁范数优化方法得到重构后新能源发电输出功率。将该功率与期望功率的偏差作为扰动项，接入基于比例积分(PI)控制器的负荷频率控制模型。利用变论域方法调节PI控制器输入与输出论域。根据模糊推理定义伸缩因子，构建变论域模糊PI控制器使之作用于负荷频率控制模型，完成电力系统负荷频率的自动控制。试验结果证明：该方法控制后的输出功率稳定，负荷扰动下区域控制偏差和频率偏差小，电力系统负荷频率自动控制的精度最高可达99%,具有实用性。     

不确定Euler-Bernoulli梁方程的边界输出跟踪

本文讨论边界带有控制输入非同位的内部不确定和外部扰动的Euler-Bernoulli梁方程输出跟踪问题. 为处理边界干扰, 文章首先设计了一个新的总扰动估计器, 在线估计未知扰动. 其次基于估计出来的总扰动, 设计一个伺服系统跟踪参考信号. 最后根据自抗扰方法获得控制输出跟踪的反馈控制. 闭环系统被证明是适定和有界的, 且受控系统的输出指数跟踪参考信号.     

垃圾渗滤液污水处理设备的臭氧投加复合抗扰控制

垃圾渗滤液污水处理设备中的臭氧投加系统具有大时滞、大惯性和多扰动的特点,导致难以实时调整臭氧投加量,从而影响后续设备出水水质。针对以上问题,在水流量比例的控制方面提出一种基于扰动观测器的改进型Smith预估器与滑模控制相结合的复合抗扰控制。其中,滑模控制为主控制器,扰动观测器用于估计出系统的集总扰动并反馈至前向通道消除扰动的不利影响,以便于Smith预估器更好地进行时滞补偿。仿真和实验结果表明,复合抗扰控制相较于PID控制和自抗扰控制具有更好的控制性能和抑制扰动的能力,能够有效提高垃圾渗滤液污水处理设备的出水水质。     

RLV抗扰动非线性最优控制器设计

可重复使用运载器(RLV)再入面临严重的扰动影响,对此设计一种抗扰动非线性最优控制器(ADNOC)。首先,基于时标分离原理设计快、慢双回路控制结构;其次,将角速率动态变换处理成线性形式,通过依赖状态的黎卡提方程(SDRE)优化方法获得最优控制指令;然后,设计非线性扰动观测器用于估计外界干扰,并在非线性最优控制律中进行干扰补偿。仿真实验结果表明,所设计的控制器能良好地完成姿态跟踪控制,抑制扰动对姿态控制的影响,实现RLV的最优控制性能。     

基于磁阻传感器的无线车辆检测器的设计

根据车辆经过会引起地磁场扰动这一现象,应用各向异性磁阻传感器并结合Zig Bee技术,设计了一种无线车辆检测器。阐述了车辆检测原理,设计制作了实验样机。道路实测实验表明:该设计能够判断车辆的有无、行进方向,并可以进行车速估计,具有一定的准确性和实用性。     

核电厂汽轮机一次调频设计方案与应用研究

电网频率是保证电能质量的重要指标。随着用电结构变化导致负荷峰谷差逐步增大,电网对并网机组一次调频的要求也越来越高。目前,国内核电机组装机容量日益增加,其一次调频性能对电网和机组安全影响较大,如何设计核电机组的一次调频方案及设置合理的一次调频参数,并保证核电机组按电网要求投入一次调频功能,关系着整个核电机组的安全与稳定运行。在分析发电机组一次调频特性、研究核电机组带一次调频的转速负荷无扰切换控制原理的基础上,提出了适用于核电机组的一次调频及频率限制功能的逻辑设计方案,并根据堆机匹配的控制要求优化了一次调频参数。在汽轮机控制系统模拟机上,对一次调频方案进行仿真验证。结果表明,一次调频方案可以快速响应电网频率变化并保证机组安全稳定运行,满足电网的一次调频要求和汽轮机的控制要求,对后续核电机组参与电网调频调峰的方案设计、现场调试及运行具有重要的参考价值和理论指导意义。     

具有前馈自校正控制及其应用

在具有Ｋ步增量预估器的自校正控制中引入前馈控制，使其不仅对负荷扰动有较强的克服务能力，而且能消除可测干扰的影响。     

车载惯性稳定平台的神经网络滑模控制

三轴车载惯性稳定平台为复杂的MIMO非线性系统,针对其在不确定扰动下的伺服控制问题,本文设计了一种神经网络反演滑模控制器(NNBSMC).首先,选用反演法对其解耦,同时引入滑模控制律增加系统的抗干扰性;其次针对框架间的非线性摩擦力与系统耦合选用RBF神经网络作为扰动估计器,以便实时估计与补偿;然后采用前向增稳通道应对建...     

基于扰动补偿的无微分模型参考自适应控制系统设计

针对一类含有参数不确定性和未知非线性扰动的系统,本文提出一种基于扰动补偿的无微分模型参考自适应控制方法,实现系统输出对参考模型输出信号的高精度跟踪.首先,利用被控对象模型信息设计扰动估计器,对系统非线性扰动进行在线估计;其次,基于非线性扰动估计值设计参考模型和无微分参数更新律,构建无微分模型参考自适应控制器,建立基于扰动补偿和状态反馈的自适应控制律,以消除参数不确定性和非线性扰动对系统输出的影响,保证系统输出对参考模型输出的准确跟踪;然后,给出闭环系统误差信号收敛条件和控制器参数整定方法;最后,通过数值仿真验证所提方法的有效性和优越性.