电力系统混沌振荡的等效快速终端模糊滑模控制

电力系统混沌振荡被认为是大型互联电力系统停电事故的主要原因, 本文通过相图、 李雅普诺夫指数图和时域波形图分析了二阶电力系统混沌振荡的动力学行为, 并提出了等效快速终端模糊滑模控制来抑制电力系统混沌振荡, 使其恢复到同步运行状态. 仿真结果表明, 所提出的控制方案不仅具有较快的收敛速度, 而且能够柔化控制信号, 减少控制能量, 并且能有效地降低抖振. 关键词： 电力系统混沌振荡 等效滑模控制 模糊滑模控制 快速终端滑模控制     

微波管中离子张弛振荡的混沌现象

微波管中离子张弛振荡引起的噪声对其工作性能有很大影响，已成为微波管领域研究的焦点之一.用包络方程描述电子束特性，用离散的宏粒子模型描述离子特性，在此基础上编写了一维粒子模拟程序，对行波管与速调管模拟，得到张弛振荡的时间序列；将振荡看作是一个复杂非线性动力学系统的响应，分析了离子张弛振荡时间序列的功率谱、重构相图及Lyapunov指数，指出离子张弛振荡具有混沌性质，为研究离子张弛振荡的控制与带有离子振荡噪声信号的处理提供了参考. 关键词： 张弛振荡 粒子模拟 微波管 混沌     

混沌系统的遗传神经网络控制

提出遗传神经网络控制混沌新方法.将小扰动技术和周期控制技术结合起来，用遗传算法训练神经网络，使之成为混沌控制器.对Henon映射和Logistic映射的仿真结果说明控制器能产生小扰动控制序列信号，将混沌振荡转变成规则运动状态.该方法无需了解动态系统数学模型，具有一定抗噪声干扰能力，可将它推广应用到其他混沌系统的控制中. 关键词： 遗传算法 神经网络 混沌 周期控制     

一类非线性电力系统模型的混沌分析

研究了两机互联电力系统模型在阻尼参数扰动和外部谐和振动共同作用下的动力学行为。利用Melnikov函数方法对该模型进行理论分析,给出了系统出现Smale马蹄混沌的必要条件,并分情况讨论了该系统几个关键参数与系统混沌行为的关系。     

双参数激光振荡输出系统中混沌的控制规律

研究了双参数激光振荡输出系统中混沌行为的控制问题，给出了控制混沌的不同参数变化方程，并进行了比较.数值计算结果表明：随着控制参数的改变，激光振荡输出的混沌态可控制到1周期、2周期、…2ⁿ周期.控制混沌的参数变化方程遵循特定的规律.最后，对相关问题进行了分析和讨论. 关键词：     

外部光注入空间耦合半导体激光器高维混沌系统的增频与控制研究

提出外部光注入空间耦合半导体激光器系统,研究 外部光注入两激光器混沌振荡频率增强以及混沌控制等特点, 给出稳定频率失谐公式.研究表明,当单激光器注入时,注入激光器 呈现出三个混沌扩频区域;发现在强激光注入条件下,随着注入程度的 增加,注入激光器混沌振荡频率增强非常有效且可达到 3.5倍以上(尽管另一个激光器频率会缓慢下降); 随着注入光正频率失谐的增加,两激光器混沌振荡都能进一步增 强;发现混沌控制窗口,即在弱注入条件下两激光器可以被控制到单周 期、双周期、四周期、六周期等.当双激光器注入时,随着注入程度 的增加,两激光器混沌振荡频率 进一步增加, 且可达到3.5倍和2.65倍以上; 随着注入光正频率失谐增加, 两激光器混沌振荡频率增加.双激光器注 入控制混沌的一个窗口也被发现:即在强注入条件下两激光器可以被 控制到单周期、三周期、六周期等.最后详细给出了单激光注入系 统从单周期模式锁定到类周期再进入混沌增频的发展路径以及双 激光注入系统从混沌到类周期再进入单周期模式锁定的演化控制路径等.     

混沌系统的递次错位反馈控制方法研究

设计了一种递次错位反馈控制（SDF）方法来实现混沌控制.介绍了SDF方法的控制原理,以单模激光Lorenz混沌系统作为典型的例子,验证了这种控制方法的有效性.比较单模激光Lorenz混沌系统受控前后相图、功率谱和相空间重构等刻划混沌系统的特征量.数值模拟结果显示, 受控系统的相图和相空间重构中由具有无穷嵌套自相似结构并限定在有限相空间内的混沌吸引子转变为周期数为2ⁿ×3^mp(n、m为整数)的周期轨道;同时,功率谱也由连续谱转变为具有独立单峰的分立谱.     

一种新的被控混沌系统抗干扰控制器设计方法

针对一类动态混沌系统,在干扰幅值增大而影响被控混沌系统镇定的情况下,提出了一种利用补偿控制系统(敏感系统)抑制干扰幅值影响的控制设计方法. 这种方法首先将该敏感系统与原被控混沌闭环系统互联,然后通过设计敏感系统的自适应状态反馈控制器,以保证被控混沌闭环系统在干扰幅值增加的情况下仍能够渐近保持原有的稳定性.最后,通过仿真实例进一步验证了本文结论的有效性.     

非线性环型腔反馈激光系统的动力学特性及其混沌控制

 以环型腔反馈激光系统为主,综述了非线性激光系统的混沌动力学特性;分析了延迟反馈方法控制混沌的原理和稳定性条件,实现了对多介质非线性激光系统中的混沌控制。同时概述了近年来非线性激光系统中混沌控制的最新进展,诸如空间小微扰法、偶然正比反馈技术等,讨论了混沌控制在提高激光器功率和性能、利用混沌进行秘密通讯和信息处理等方面的应用前景。     

不确定混沌系统的径向基函数神经网络反馈补偿控制

对不确定混沌系统控制问题, 研究了一种基于径向基函数神经网络(radial basis function neural network, RBFNN)的反馈补偿控制方法. 该方法首先用RBFNN对混沌系统的动力学特性进行学习, 然后用训练好的RBFNN模型对混沌系统进行反馈补偿控制. 该方法的特点是不需要被控混沌系统的数学模型,可以快速跟踪任意给定的参考信号. 数值仿真试验表明了该控制方法不仅具有响应速度快、控制精度高, 而且具有较强的抑制混沌系统参数摄动能力和抗干扰能力.     

Nonlinear dynamic analysis and surface sliding mode controller based on low pass filter for chaotic oscillation in power system with power disturbance

Chaotic oscillation in the power system often poses a great threat to the stability of the power grid, and the dynamic behaviors of fourth-order power system with power disturbance, which is more in line with the actual situation, are investigated firstly through Lyapunov exponent spectrums and bifurcation diagrams. It is found that the power system with power disturbance has more complex dynamic behaviors and larger domains of chaos. The disturbance terms also result in dynamic behaviors different from those of power system without disturbance, which sometimes brings system motions to period orbits with perturbation-related parameters limited in specific range. Moreover, a dynamic surface sliding mode controller with low pass filter is designed for chaotic suppression, and the relay characteristic function is selected as switching function to inhibit high-frequency chattering. Numerical simulations show that the sliding mode controller owns good effectiveness and strong robustness.     

考虑模型不确定性和时延的静止无功补偿器自适应滑膜控制器设计

静止无功补偿器(static var compensator,SVC)不仅可以为电力系统提供无功支撑、稳定电压,其附加控制还可以有效提高系统暂态稳定性,但SVC模型参数的不确定性以及广域测量信号时延等外部干扰给附加控制器的设计带来很大的难度.提出了一种基于自适应滑模变结构理论的SVC鲁棒控制器设计方法,所设计控制器能有效提高系统暂态稳定性,并且其对于模型不确定性以及时延有较好的鲁棒性.首先根据区域惯量中心的运动方程建立了包含SVC的电力系统模型;然后将滑模变结构理论应用于电力系统模型中,求得SVC附加控制律,并通过自适应律优化控制器参数;最后通过四机两区域系统以及IEEE9节点系统对SVC控制器效果进行了仿真验证.结果表明,SVC自适应滑模控制器可以有效提升系统暂态稳定性,并且其性能优于传统的线性控制方法.     

基于滑模变结构控制及预测跟踪的光电吊舱控制方法北大核心CSCD

光电吊舱在稳像和目标跟踪过程中存在摩擦力矩、不平衡力矩等干扰力矩,从而影响速度环响应精度;另一方面,吊舱视频跟踪器图像传输和处理造成的延迟也会造成跟踪滞后,因此必须进行延时补偿。提出基于预测跟踪的滑模变结构控制方法,采用微分预测跟踪器实现对视频跟踪器的延迟补偿,采用预测跟踪器估计出的目标运动角速率构成自适应补偿参数,以调整滑模变结构控制量,改进的滑模控制算法在补偿干扰力矩的同时抑制了抖振现象。仿真及实验结果表明:改进的控制方法能够有效补偿干扰力矩和跟踪器延迟造成的误差,相对于传统PID控制,其跟踪误差减小为原来的1/3,并且该算法已经在相关系统上得到应用。     

一种提高RS422通信BIT可靠性的设计方法

电动静液作动器是飞机操纵系统的关键部件,要求有较好的速度平稳性。系统内存在泄漏非线性和摩擦非线性等影响速度平稳性的因素。滑模控制可以有效抑制系统内非线性因素的影响,但是由于抖振现象的存在限制了速度平稳性的进一步提升。针对固定切换增益的滑模控制方法的不足,提出一种基于变结构滤波器的自适应滑模控制方法。采用变结构滤波器估计系统状态信息,估计的系统状态信息用于构建滑模面,采用自适应切换增益来导出控制率,有效减小了抖振幅度。仿真结果证明了自适应滑模控制方法的有效性,采用这种方法提高了电动静液作动器的速度平稳性。     

参数不定的旋转圆盘在有界扰动下混沌振动的滑模变结构控制

为了消除具有不确定参数的旋转圆盘横向混沌振动,克服其对整个系统及工作状况的不利影响,假设作用在旋转圆盘上的集中力不确定且有界,并鉴于干扰的普遍存在性,对有界扰动下的旋转圆盘横向振动的四维非线性方程进行了复杂动力学特征分析,包括相轨迹图、Lyapunov指数和庞加莱映射图,这些特征加深了对其的认识,同时也证明该四维动力系统含有混沌吸引子.为了保证系统控制的鲁棒性,利用滑模变结构法,将旋转圆盘从混沌轨道先后控制到任意固定点和周期轨道,并用MATLAB模拟验证其有效性.结果证明,用滑膜变结构法能够使系统严格地跟 关键词： 旋转圆盘 混沌 滑模变结构控制 有界扰动     

直驱式永磁同步风力发电机中混沌运动的滑模变结构控制

以直驱式永磁同步风力发电机（D-PMSG）作为研究对象,推导了其数学模型,论证了在某些参数及工作条件下会出现混沌运动,提出了D-PMSG混沌运动的滑模变结构控制方法,通过控制桨距角β来实现.针对风力机系统的非线性,参数变化等特性,根据风力机机理,基于一定假设得到风力机在某一工况点线性模型,进而提出滑模变结构控制方案,充分利用变结构控制对被控对象的模型误差、对象参数的变化以及外部干扰有极佳的不敏感性的优点.仿真结果表明所提出控制方案的有效性,控制响应速度快,控制鲁棒性好,能适用于系统具有不确定 关键词： 风力发电 直驱式永磁同步风力发电机组（D-PMSG） 混沌控制 滑模变结构控制     

Fixed time integral sliding mode controller and its application to the suppression of chaotic oscillation in power system

Chattering phenomenon and singularity are still the main problems that hinder the practical application of sliding mode control. In this paper, a fixed time integral sliding mode controller is designed based on fixed time stability theory,which ensures precise convergence of the state variables of controlled system, and overcomes the drawback of convergence time growing unboundedly as the initial value increases in finite time controller. It makes the controlled system converge to the control objective within a fixed time bounded by a constant as the initial value grows, and convergence time can be changed by adjusting parameters of controllers properly. Compared with other fixed time controllers, the fixed time integral sliding mode controller proposed in this paper achieves chattering-free control, and integral expression is used to avoid singularity generated by derivation. Finally, the controller is used to stabilize four-order chaotic power system. The results demonstrate that the controller realizes the non-singular chattering-free control of chaotic oscillation in the power system and guarantees the fixed time convergence of state variables, which shows its higher superiority than other finite time controllers.     

基于反演自适应动态滑模的FitzHugh-Nagumo神经元混沌同步控制

本文采用反演自适应动态滑模控制实现耦合FitzHugh-Nagumo (FHN) 神经元混沌同步. 该方法将自适应技术与反演控制方法相结合, 通过设计新型切换函数, 采用动态滑模控制律, 实现了带有不确定参数的耦合FHN神经元混沌放电同步. 研究表明该方法可以有效地削弱系统的抖振, 从而避免破坏神经元的本质特性, 且响应速度快. 仿真结果证明了该控制方法的有效性. 关键词： 自适应 动态滑模控制 FitzHugh-Nagumo神经元 混沌同步     

同时抑制低频振荡和次同步振荡的多通道广域自适应阻尼控制

设计了一种的自适应控制算法并证明了其正确性. 通过总体最小二乘旋转不变技术辨识出系统降阶模型及相关振荡模态,利用带通滤波器将不同的振荡模态分解到多个通道,然后基于所提的自适应算法对每个振荡模态设计了自适应控制器,减小了各个控制器间的影响. 在电磁暂态程序PSCAD/EMTDC中对向上直流孤岛运行方式进行了仿真验证. 结果表明：所提控制方法相对传统比例积分微分控制有更好的控制效果;对于系统发生不同故障时具有鲁棒性. 对于系统信号传输引起的时滞导致的控制器效果变差的问题,可以通过相位补偿解决. 关键词： 超稳定理论 系统辨识 振荡 自适应阻尼控制