永磁同步电机伺服系统的有限时间位置控制

研究了永磁同步电机伺服系统的位置跟踪问题.利用反馈线性化的思想,对永磁同步电机的数学模型进行分析,实现了电机模型的精确线性化和解耦.首先,将永磁同步电机位置跟踪系统采用反馈线性化技术变换为两个线性子系统,分别对其设计相应的基于连续状态反馈线性化的有限时间控制器,并设计了有限时间负载观测器来观测估计外部负载扰动.对永磁同步电机位置跟踪的闭环系统进行了稳定性的分析.与对应的渐近稳定控制的方案相比,基于有限时间的控制方案实现了永磁同步电机对期望信号的有限时间跟踪,获得了更好的动态响应和抗扰动性能.仿真结果表明了该控制方案的有效性.     

改进蜂群算法的永磁同步电机自抗扰调速策略

在分析永磁同步电机数学模型的基础上,针对永磁同步电机非线性、强耦合的特点以及存在快速性和超调难以调和的问题,提出一种基于改进蜂群优化算法的非线性自抗扰控制策略.首先针对传统蜂群优化算法全局寻优能力差和迭代缓慢的缺点,通过引入正余双弦局部优化算子和自适应惯性权重策略,有效提高了算法的全局搜索能力和收敛速度.其次将改进后的算法用于自抗扰控制器参数整定,选择出适用于永磁同步电机的自抗扰控制参数,提高了自抗扰控制器的控制精度.最后将优化后的自抗扰控制器用于控制永磁同步电机调速系统,并将仿真结果与其他三类控制器相对比,结果表明本文所提控制策略有效提高了控制精度,快速无超调且具有更好的抗扰动能力.     

基于飞轮储能的并网风电场有功功率及频率控制方法研究

为平缓风电场输出,实现大规模风电并网并参与系统的频率控制,设计了一个基于永磁同步电机的飞轮储能系统,利用飞轮储能系统的快速充放电能力实现了风电场并网有功功率与一次频率控制.研究了飞轮储能系统的参考功率计算方法,根据该参考功率的变化实现储能系统充放电运行状态的转化.在Matlab/Simulink中建立了该储能系统模型,进行了风电场并网的有功功率及频率控制仿真,仿真结果表明该方法可以有效地平缓风电场的有功功率输出,参与系统的一次调频.     

PMSM系统的参数稳定性分析和自适应控制

针对含未知参数的永磁同步电机(PMSM)系统,研究其参数稳定性和自适应控制问题.首先,分析了参数变化对PMSM系统平衡点的影响.然后,通过设计自适应控制器使得闭环系统具有耗散Hamiltonian结构,使闭环系统的能量分布随着未知参数的漂移而自动的改变,且能量函数总在未知参数对应的平衡点处取得极小值,从而实现自适应参数...     

永磁同步电动机的转速跟踪控制

研究永磁同步电动机的转速控制问题.对于参数不确定,输出受限的永磁同步电动机系统,提出转速跟踪控制方法.利用神经网络逼近电动机系统中的复杂非线性函数,采用自适应控制,动态面控制技术,设计控制器实现电动机的转速跟踪控制器.文中提出的控制策略不仅能够克服电机参数的不确定性和负载扰动,而且避免了传统反步设计方法存在的"复杂性爆炸"问题.基于Lyapunov稳定性理论,证明闭环系统具有半全局稳定性,转速跟踪误差收敛于原点的极小邻域内.仿真结果验证了所提控制方法的有效性.     

基于Delta算子离散化方法的永磁同步电机H_∞控制系统

在建立永磁同步电机(PMSM)Delta算子离散化模型的基础上,利用线性矩阵不等式(LMI)方法对PMSM的H_∞控制问题进行研究.以LMI形式给出了PMSM H_∞控制器参数存在的充分条件,通过求解LMI得出PMSM H_∞控制器参数.最后对PMSM H_∞控制系统的稳定性问题进行分析,并给出负载和给定转速发生变化时PMSM H_∞控制系统的速度响应曲线,结果表明,快速采样时基于Delta算子离散化方法所设计的H_∞控制器不但能保证PMSM闭环系统的稳定性,而且能较好的改善PMSM的跟随给定和抗干扰能力.     

基于T-S模型的Lurie混沌系统的模糊控制

针对Lurie混沌控制系统,进行了T-S模糊建模和模糊控制器设计,从而实现了Lurie混沌系统的稳定.在用T-S模糊模型精确重构Lurie系统结构的基础上,利用反馈同步思想,基于并行分布补偿(PDC)技术,得到了简单且易实现的控制器.仿真结果验证了该控制方法的有效性.     

采用模糊滑模变结构方案控制Chua混沌系统

基于模糊动态模型 ,研究了 Chua混沌系统的稳定控制问题 .将非线性混沌系统模糊化为局部线性模型 .用 Lyapunov稳定性理论设计出 ,确保模糊动态模型全局渐近稳定的变结构控制器 .仿真验证了方案的有效性 .模糊控制器简单 ,规则少 .     

基于Bouc-Wen模型的迟滞非线性系统自适应控制

智能执行器中的迟滞特性严重影响控制系统的精度和稳定性.文章采用Bouc-Wen模型来描述迟滞特性,并融合该模型设计自适应控制器.对于Bouc-Wen模型的解特性未知,影响控制器的设计.首先通过傅立叶变换得到该模型的近似解,然后提出了预设自适应控制方法来保证系统跟踪误差的暂态和稳态性能.仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于随机Hamilton实现的车摆系统干扰抑制控制

研究车摆系统在外部随机激励以及不确定扰动同时作用下的干扰抑制控制问题.首先给出了系统的随机不确定非线性动态模型,并通过反馈控制完成了系统的Hamilton实现,分析了系统的耗散性能.然后基于系统的耗散实现设计了干扰抑制控制器,该控制器设计能够充分利用系统的能量产生、耗散和转换特性.仿真结果验证了文章方法的有效性.     

考虑时变状态约束与输入饱和的PMSM随机系统指令滤波控制

针对考虑时变状态约束和输入饱和的永磁同步电机随机系统的位置跟踪控制问题,提出了一种基于障碍Lyapunov函数的指令滤波反步控制方案.首先,构造障碍Lyapunov函数以保证电流、转速等状态量不违反时变约束条件.随后,利用模糊逻辑理论处理电机随机系统中的未知非线性项.此外,采用了指令滤波技术与误差补偿机制相结合的方法,不仅解决了传统反步法中出现的“计算爆炸”问题,而且消除了滤波误差的影响.仿真结果表明该控制器能有效抑制输入饱和与随机扰动的影响,提高系统的控制性能,同时能够保证电机系统所有状态在给定的约束范围内.     

基于主动滑模控制的混沌系统函数投影同步

研究了一类混沌系统的函数投影同步问题.基于Lyapunov稳定性理论和主动滑模控制方法,设计了主动滑模控制器,实现混沌系统的函数投影同步.数值仿真验证了该控制器的有效性和正确性.     

一类非线性系统的输出反馈跟踪控制

研究了一类带有动态不确定性的非线性系统鲁棒输出跟踪控制问题.应用结合死区技术的反步方法,提出了一输出反馈跟踪控制方案.设计的鲁棒跟踪控制器能够使得跟踪误差在有限时间后收敛到原点的任意小邻域,同时保证闭环系统的其他信号有界.仿真例子验证了该控制方案的有效性.     

具有类反斜线回滞执行器的非线性系统的自适应控制

针对类反斜线回滞非线性系统,设计了自适应控制器,保持系统稳定并实现对参考信号的任意精度跟踪.在控制器设计中,通过构造足够光滑的非线性函数作为符号函数的逼近,从而解决了传统自适应控制器设计中由于符号函数的引入而导致控制器不连续的问题,避免了因此而产生的抖震现象.在系统模型中充分考虑未建模动态,使模型更具一般性.最后应用MATLAB软件进行仿真实验,结果进一步验证了该控制器的有效性.     

智能空间刚架的模糊自抗扰振动抑制研究

智能空间刚架作为太空望远镜支撑架是一种新型智能空间结构.为抑制刚架系统在运动过程中产生的振动,"文章提出了一种基于自抗扰控制的非线性模糊自抗扰控制理论,并设计出模糊自抗扰控制器.首先采用有限元方法计算出空间刚架的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵,进而建立系统模型并设计出自抗扰控制器以实现对系统振动的抑制.基于普通自抗扰控制器,利用模糊推理在线整定控制器中非线性状态误差反馈的参数.该控制器不依赖于被控对象的精确数学模型,具有良好的控制性能,同时参数的在线自整定简化了调参难度.仿真实验验证了所提方法的有效性.     

基于增益调度解耦控制的飞行控制系统研究

针对一类非线性系统,设计了增益调度解耦控制律,且给出了定量的闭环特性分析.在控制系统分析中,建立了闭环系统阶跃响应和动态性能指标关于控制参数的数学表达式,从而克服了许多控制算法中参数试凑的盲目性和重复性.此外,在控制律实现中,为保证作为调度变量的系统输出缓慢变化,且为避免工作点处实际模型和线性模型之间的大偏差以及控制量的瞬时值过大或是振荡,提出进行参考信号变换,即阶跃跳变部分都用正弦信号去替代.为验证所设计控制律的可行性和有效性,将其应用于四旋翼飞行器的飞行控制中.根据四旋翼飞行器的结构特性和运动原理,设计了递阶形式的飞行控制结构,并采用所提出的增益调度解耦控制律分别设计外环的位置控制器和内环的姿态控制器.飞行仿真结果表明所设计的飞行控制系统结构和所提出的控制律具有可行性和有效性.     

Willis环状脑动脉瘤系统的自适应模糊控制

针对不确定非线性生物系统—W illis环状脑动脉瘤系统,利用高斯型模糊逻辑系统的逼近能力及新构造的Lyapunov函数,基于模糊建模提出了一种自适应模糊控制器设计的新方案.该方案把逼近误差引入到控制器设计条件中用以改善系统的动态性能.不但设计简单还保证了控制方法的鲁棒性与稳定性.通过反向传播算法调整模糊基函数参数及递归最小二乘法调整参数向量,θ更新控制律,实现了理想跟踪.从理论上研究了脑动脉瘤内血流速度的非线性行为及控制,具有实际意义.仿真结果表明该控制方法的有效性.     

非线性时变系统特征建模与自适应迭代学习控制

讨论连续/离散非线性时变系统的特征建模,统一采用一阶时变差分方程作为特征模型.对于建模中可能产生的快变亦或突变的模型参数,以学习辨识方法进行估计;利用参数估值设计自适应迭代学习控制器,实现轨迹跟踪任务.参数估计学习算法包括带有遗忘因子的最小二乘学习算法和梯度学习算法.数值算例和电机位置跟踪实验结果表明所提出特征建模方法和学习控制方案的有效性.     

非线性时滞系统自适应模糊动态面控制

针对未知非线性系统控制器设计过程中引入逼近器过多的问题,提出一种简化的自适应模糊动态面控制器设计方案.在控制器设计过程中,仅采用一个模糊逻辑系统作为逼近器,使得所有的未知项得到补偿,同时采用自适应技术在线辨识未知参数和逼近误差上界.文中的控制方案克服了传统backstepping控制器中"复杂性膨胀"的问题.通过构造合适的Lyapunov函数,证明闭环系统的所有信号为半全局最终一致有界.仿真实例验证所提出的控制方案的有效性.     

基于自抗扰控制的直升机航向控制方法

针对直升机航向动力学包含输入非线性、时变参数和主-尾旋翼之间的强耦合的特性,传统的控制方法很难实现良好的性能.提出了一种自抗扰控制器的设计方法,并设计了扩张状态观测器,对参数不确定性和外部干扰进行估计,并实时补偿.与常规控制相比,在保证闭环稳定性的同时,能够应对模型参数的不确定性以及扰动,能够进一步使跟踪误差满足期望精度.并针对实际模型直升机实验平台航向动力学模型,在参数不确定性和主旋翼有扰动情况下,仿真结果验证了该方法的有效性.