一体化执行器饱和线性矩阵不等式跟踪容错控制器设计

针对一类执行器幅值饱和的不确定非线性系统,提出了基于线性矩阵不等式的一体化主动容错控制器设计方法.考虑执行器传感器同时故障情形,采用系统增维方法,将原系统等效转化为仅含执行器故障虚拟系统,简化了容错控制器设计.其次采用凸组合法对执行器饱和非线性进行描述,确保控制输入始终在幅值范围以内.在此基础上,设计了集自适应估计律与控制器于一体的主动容错控制器,并将控制器增益解算方法,转化线性矩阵不等式约束下的优化问题.最后通过飞机数值算例验证了设计方法的有效性.     

基于脉冲注入的无位置传感器SRM转矩优化研究

位置传感器的引入,使得开关磁阻电机(SRM)结构复杂,可靠性降低,研究了非导通相注入脉冲的转子位置估计方法,该方法不受电机控制方式,以及绕组电流超越饱和阈值的影响.针对响应脉冲电流产生的扰动转矩,设计了基于脉冲注入法的开关磁阻电机转矩优化系统.通过转速环将转矩差转换为给定转矩,建立合理的转矩分配机制,得到给定相转矩,并将直接瞬时转矩控制(DITC)与电流闭环控制相结合使转矩准确吻合给定相转矩,从而实现电机的循环控制,有效减小了脉冲电流产生干扰转矩对转矩波动的影响.建模仿真验证了方法的可行性:对基于脉冲注入的无位置传感器开关磁阻电机的转矩脉动具有良好的抑制效果.     

开关磁阻电机最优分数阶PIDμ控制器设计

开关磁阻电机(SRM)调速系统中的PI控制器通常表现出动态性能差、控制精度低和转矩脉动大的问题,加入微分环节的PID控制器虽然可以有效提高控制性能,但因PID控制器具有微分环节,较大的系统噪声容易引起震荡,造成电机运行不稳定。针对这一矛盾,引入分数阶微分环节,设计了一种分数阶PID~μ控制器。选择系统的速度响应构建目标优化函数,采用灰狼优化算法整定控制器参数得到最优参数。搭建SRM双闭环调速系统仿真模型,速度环采用分数阶PID~μ控制方式,电流环采用电流斩波和脉冲宽度调制(PWM)分时控制方式。将转速突变和负载突变作为干扰,对PI控制器和分数阶PID~μ控制器的控制性能进行对比实验。结果表明,所设计的参数最优分数阶PID~μ控制器保留了PI控制器结构简单,设计方便的优点,同时表现出更快的响应速度和控制精度,对SRM转矩脉动具有很好的抑制作用。     

基于模糊滑模控制的SRM多重闭环控制研究

设计了以转速、转矩和电流为控制量的多重闭环控制系统,通过将相电流代入建立的转矩、电流和转子位置角的运动方程求得相转矩,并与由转速差通过模糊滑模控制转换得到的参考转矩进行比较。通过控制相邻两相开关管的通断,实现了循环精确控制。仿真实验验证表明,该方法能够有效抑制转矩脉动,但在转子位置角较小时对电感的求解存在一定的误差。     

基于上下续电流的功率变换器故障诊断方法

开关磁阻起动/发电系统中功率变化器是核心部件,其故障将会给系统带来不可估量的影响。针对功率变换器的典型电气故障(上下管的开、短路故障)进行了分析,研究了上下续电流的变化,结合电动状态和发电状态的共同点和不同点,基于上下续电流分别提出了一种在线故障诊断方案,利用上下续电流在一个周期内积分值的变化,来进行判断故障类型和故障位置;同时利用数字化的思想,提取了故障特征系数F'_(AB1)、F'_(AB2)和F'_(A12),利用判断特征系数来进行在线的故障诊断;最后搭建了开关磁阻起动/发电系统的故障诊断模型并分别进行了仿真验证。结果表明:该方案在电动和发电状态都能够实现在线的故障诊断,并且实现了故障验证;与相电流故障诊断相比,大大降低了虚警率。     

基于小波神经网络的航空蓄电池容量预测

为有效预测航空蓄电池的剩余容量,引入小波神经网络,建立了蓄电池内阻和SOC的小波网络模型,通过实验数据对小波网络模型进行训练,得到了用于内阻和SOC预测的小波网络,最后将小波网络的预测结果和BP网络的预测结果进行对比,结果表明小波网络比BP的预测精度要高,更适合用于航空蓄电池容量的预测.     

基于粗糙集理论的电网报警规则自动提取与应用

针对目前国内外在电网报警信息处理中忽视各个报警信息内在逻辑关系的问题,在研究历史报警记录基础上,抽取报警记录,利用粗糙集理论形成电网报警决策表,并对决策表进行属性约减和值约减,自动提取电网智能报警规则.利用提取的规则和电网拓扑结果对上传的报警信息进行逻辑推理,将综合报警信息及时准确地提供给调度运行人员,实现了报警信息处理的初步智能化.经现场检验,提取的报警规则具有正确的逻辑意义,可对电网进行准确有效的报警.     

改进电感分区式SRM无位置传感器研究

针对位置传感器的引入使得开关磁阻电机(SRM)结构变得复杂、可靠性降低这一问题,以SRM的运行电感曲线为例,提出一种检测曲线非线性度的方法,并对电感曲线的非线性度做了研究,找出了线性度较好的区域,在该区域将电感和转子位置进行拟合,优化拟合结果。最后依据各相间电感逻辑关系将各区域的估计值进行叠加,从而实现对转子位置的估计,尤其针对电感曲线交点偏移的情况提出了一种新的估计转子位置方法,增强了检测方法的实用性。仿真实验结果表明,在电机稳态运行和负载转矩突变时都能实现对转子位置的较精确估计,为SRM无位置传感器控制提供了基础。     

开关磁阻电机位置传感器机械偏移故障诊断和容错控制

针对开关磁阻电机位置传感器机械偏移故障,对机械偏移角度对各相续流时间的影响进行了理论分析,并基于各相续流时间提出了相对偏移度来表征其影响程度。借助于支持向量机在分类及回归问题上的应用能力进行机械偏移的故障诊断及容错控制。搭建了基于支持向量机的开关磁阻电机位置传感器偏移故障故障诊断与容错控制仿真模型,验证了所提方法的有效性。实验结果表明,该方案可以很好的实现位置传感器机械偏移故障的诊断,定位故障传感器并进行在线补偿,增强了系统稳定性和可靠性。