一种欠驱动船舶编队滑模鲁棒控制方法

为实现模型参数不确定和外界风浪流干扰情况下的欠驱动水面船舶编队控制,提出一种跟随者仅利用领航船的位置及航向信息,而不利用领航船的速度、角速度和动力学信息的编队控制方法.根据领航船的位置及航向角信息设计虚拟船,使其轨迹与参考船在有限时间内重合;基于虚拟船策略建立领导-跟随模式下的船舶编队控制模型;将反步法与滑模变结构方法相结合,设计了一种可以有效处理模型参数摄动和外界环境干扰问题的鲁棒控制器,使得跟随船沿着虚拟船的轨迹运动,从而与领航者保持期望的队形,达到编队控制的目的.通过对由3只“Northern Clipper”实船所组成的船舶编队进行编队控制仿真实验,结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于不确定理论的输电网规划

电力系统中存在着一系列不确定因素,而智能电网的发展给电力系统带来了更多且不确定程度更高的不确定因素。传统的规划方法不适应新形势下的输电网规划,为使规划方案能适应不确定因素带来的影响,不确定理论被引入输电网规划中,取得了一系列成果。分别从随机理论、模糊集理论、可信性理论等方面,对国内外不确定因素建模方法的研究成果和基于不确定理论的输电网规划方法的研究成果进行了综述。从规划方案不确定性评价指标的快速计算、不确定因素的处理等方面,展望了未来基于不确定理论的输电网规划方法研究中需要关注的问题。     

考虑不确定性的高速公路光储充电站选址定容

针对高速公路并网光储充电站选址定容中存在的不确定性,提出了一种基于数据驱动的分布式鲁棒优化的两阶段选址定容方法.阶段1基于蒙特卡洛模拟方法得到充电点的位置,利用整数规划模型确定充电站的位置;阶段2兼顾充电站利益及用户满意度,建立基于数据驱动的分布式鲁棒优化定容模型,通过KL(Kullback-Leibler)散度构建以经验概率分布为中心的概率分布模糊集合描述不确定量,利用风险理论将分布式鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划问题,进而对充电站内的充电桩数量及光储容量进行优化.最后,通过环形路网对所提方法进行验证并进行敏感度分析.结果表明:所提方法可行、有效;配置光储设备能降低年均寿命成本;通过控制KL散度公差、样本数量、续航里程、充电功率等能有效平衡系统的经济性与鲁棒性.     

气动肌肉驱动关节轨迹跟踪的自适应鲁棒控制

设计了一种简单、经济的单根肌肉关节驱动上肢外骨骼助力机器人.为解决单根肌肉关节轨迹跟踪控制精度差、抗干扰能力差及颤振严重等问题,基于反步法设计单根肌肉关节伺服系统的自适应鲁棒控制器.该控制器呈两层级联结构,每层均包含一个鲁棒反馈、参数自适应及快速动态补偿项,基于递归最小二乘法和梯度法分别设计参数自适应及快速动态补偿项....     

Reliability-based design optimization with frequency constraints using a new safest point approach

In the reliability-based design optimization (RBDO) model, the mean values of uncertain variables are usually applied as design variables, and the cost is optimized subject to prescribed probabilistic constraints as defined by a nonlinear mathematical programming problem. Therefore, an RBDO solution that reduces the structural weight in non-critical regions provides not only an improved design, but also a higher level of confidence in the design. Solving such nested optimization problems is extremely expensive for large-scale multidisciplinary systems that are likewise computationally intensive. This article focuses on the study of a particular problem representing the failure mode of structural vibration analysis. A new method is proposed, called safest point, that can efficiently give the reliability-based optimum solution under frequency constraints, and then several probability distributions are developed, which are mathematically nonlinear functions, for the proposed method. Finally, the efficiency of the extended approach is demonstrated for probability distributions such as log-normal and uniform distributions, and its applicability to the design of structures undergoing fluid–structure interaction phenomena, especially the design process of aeroelastic structures, is also demonstrated.     

一类具有不匹配不确定性非线性系统鲁棒输出跟踪

应用输入／输出反馈线性化法和李亚谱诺夫直接法,提出了一种基于不确定项上界的连续型鲁棒输出跟踪控制器设计方案。利用该方案设计的鲁棒跟踪控制器可确保相应闭环系统的输出跟踪误差及状态一致最终有界。所提出的鲁棒跟踪控制器计算简单,更易实现。最后给出了一个例子,仿真结果证明了所提方法的可行性与有效性。     

基于需求响应的虚拟电厂多时间尺度优化调度

随着我国不断加快新型电力系统建设,风电、光伏等越来越多的分布式资源大规模并网,但其随机性、波动性及分散性的特点给电力系统带来了多重不确定性。提出了一种考虑价格型需求响应的虚拟电厂多时间尺度优化调度方法,在日内调度模型中引入用户价格型需求响应,对用户负荷进行精准调控;采用基于蒙特卡罗与曼哈顿概率距离的场景生成与削减法处理风光出力、电价不确定性,减少日前日内出力偏差,再结合日前调度构成了多时间尺度优化调度模型,并采用滚动优化得到日内优化调度结果。以湖南某小型虚拟电厂系统进行算例仿真,结果表明,所提多时间尺度优化调度策略能够精确预测风光出力及用户负荷,在有效抑制功率波动的同时保证了系统的经济性。     

SGCMGs驱动的挠性航天器有限时间自适应鲁棒控制

针对挠性航天器系统中同时存在单框架控制力矩陀螺群(Single gimbaled control moment gyroscopes,SGCMGs)摩擦非线性、电磁干扰力矩、惯量摄动以及外部干扰等问题,提出了一种有限时间自适应鲁棒控制(Finite-time adaptive robust control,FTARC)...     

不确定非线性系统的模糊鲁棒??∞ 跟踪控制

针对一类不确定非线性系统,提出一种新的模糊鲁棒H∞跟踪控制方案。应用模糊T-S模型表征非线性系统,系统不确定性通过模糊逻辑系统消除。由线性矩阵不等式和自适应律给出了模糊控制器存在的一个充分条件。基于Lyapunov稳定性理论,模糊控制方案在所有闭环信号最终一致有界下保证了期望的H∞跟踪性能。两连杆机械臂的仿真结果表明了该方案的可行性。     

自适应鲁棒控制器设计新方法在电液伺服系统中的应用

提出了一种自适应鲁棒控制器设计新方法, 并运用在阀控缸电液位置伺服系统中.首先, 将含有确定、不确定、已知、未知、线性和非线性项的电液伺服系统进行完整地数学建模, 以状态空间的形式表出.然后利用本文所提的新方法设计自适应鲁棒控制器和相应的自适应律来处理所建模型中的各项元素.该控制器通过设计一个带有虚拟控制量的控制状态空间表达式并结合状态观测器来获得.设计合适的虚拟控制量, 可在任意给定条件下, 使所有的系统状态都收敛到所设计的理想状态.接着设计李亚普诺夫函数来证明闭环系统的稳定性.最后建立硬件实验平台与经典自适应鲁棒控制方法进行对比实验验证此自适应鲁棒控制器设计新方法的有效性和优势.