基于饱和系统理论的电力系统稳定器性能分析方法

利用二次型Lyapunov函数估计了含扰动饱和线性系统的实用稳定域和可承受的最大扰动量,同时通过求解多目标优化问题来减少估计的保守性。在此基础上结合矩阵的Schur补性质化简此优化问题,证明其Pareto最优解的一些性质并提出求解方法。进一步将该方法应用于电力系统,分析含扰动饱和PSS系统的控制性能。3机5节点的算例验证了该方法简单、容易实现且严格可靠。

基于LMI的小时滞饱和系统稳定域估计方方法法

基于Pade近似变换,将小时滞饱和系统的稳定域估计转化为估计奇异摄动饱和系统的稳定域问题.证明了此奇异摄动饱和系统的稳定域具有可解耦性,并在此基础上建立LMI优化模型并提出小时滞饱和系统稳定域估计的降阶方法.算例仿真验证了方法的正确性和有效性.

离散线性饱和系统稳定性分析及吸引域估计

考虑含有饱和执行器的离散线性系统稳定性分析和吸引域估计问题。基于普通二次Lyapunov函数在系统分析中的保守性,采用时变的二次Lyapunov函数,对线性离散饱和系统进行稳定性分析,给出了闭环系统的两种不变集条件,即并集水平不变集和凸包水平不变集条件。将水平集不变集作为闭环系统的吸引域估计,进一步得到线性矩阵不等式(LMIs)形式的最大吸引域估计的优化方法;最后通过仿真算例说明本文方法的有效性,同时与基于二次Lyapunov函数的方法相比,方法具有优越性。

在状态阵可交换下单输入饱和系统的平衡点的判别

首先引入了饱和系统平衡点的分类。在此基础上 ,论证了单饱和输入下 ,开环 ,闭环均稳定或其一稳定时的平衡点的分布规律及判别准则 ;最后指出 ,当原点全局渐近稳定时 ,其余非零稳定平衡点均为伪平衡点的必要性。

饱和系统鲁棒控制及其在飞行控制中的应用

给出一种饱和系统鲁棒稳定性的分析和设计方法.通过对不确定系统的H∞优化过程的分析,并根据其反馈控制原理,按全部和部分输入超过限制分别考虑不同指标下的优化计算问题,得到了输入受限制条件下的3种Riccati方程.飞行控制器设计和仿真结果表明,采用该方法可给出满意的控制效果.

饱和系统的线性最优容错不变集

针对饱和系统的容错控制问题,提出了一种D稳定约束下系统吸引域的估计方法。分别以不变集和参考集的容量为优化目标,给出了两个优化容错不变集的充分条件。为解决不变集优化中出现的双线性矩阵不等式(BMI)问题,通过构造包含线性矩阵不等式(LMI)的目标函数,将它转化为非线性规划的形式进行求解。通过一个仿真实例对该方法进行验证。

一类输入饱和系统带极点保证的半全局镇定

研究了一类输入饱和系统的半全局镇定问题.首先通过变换,将一类特殊的代数Riccati方程的求解等价成代数Lyapunov方程的求解,并研究了其解的性质.利用该方程的解构造出了一类输入饱和系统的半全局镇定的低-高增益反馈律.该方法只需求解一个线性代数Lyapunov方程,因而可以大大提高计算精度.更重要的是,相比现有结果,该方法可以配置闭环的特征多项式,改善系统的收敛性能.数值算例表明了方法的有效性.

一种新的饱和系统吸引域估计方法及应用(英文)

提出了一种估计吸引域的新方法.与已有成果相比,该方法的优势主要体现在以下两个方面:1本文结果中不含有任何系统动态矩阵与Lyapunov矩阵的乘积形式;2所得结果不会引入繁重的计算代价.因此,该结果特别适用于系统分析.为了体现该方法获得结果的优势,将结果推广到不确定饱和系统.结果显示,新的方法对不确定饱和系统吸引域的估计具有较少的保守性.相应的数值仿真验证了结论的正确性.

分形入渗下非饱和-饱和系统中水流的时空变化

通过分析非饱和-饱和系统(USS)中压力水头的时空变化,定量刻画了USS对水流波动的阻尼作用及地表入渗的时间尺度性指数(β)对该作用的影响.结果显示,USS对其中的水流具有阻尼/滤波作用,过滤掉水流的短期波动,使其波动减弱、短期相关性增强;阻尼作用随深度增加逐渐减弱,可能与土壤含水率有关;阻尼作用随入渗序列β值的增大而减弱;分数高斯噪声入渗引起的水头波动起初为非平稳波动最终为平稳波动,β越大,非平稳阶段越长;分数布朗运动入渗引起的水头波动为非平稳波动,β越大,非平稳性越强;入渗的时间分形性是引起地下水位分形波动的重要因素.

非均质性对非饱和—饱和系统水流时空变化的作用

通过模拟均质和非均质两种情形下非饱和—饱和系统中压力水头的时空变化,研究非饱和—饱和系统对水流波动的阻尼作用和系统非均质性对水流波动的作用。结果显示,两种情形下非饱和—饱和系统对水流波动均有阻尼作用,随深度增加,压力水头波动减弱,方差、自协方差和功率谱减小;压力水头在早期因初始条件做非平稳波动,而后随时间增长演变为平稳波动;系统的非均质性加剧了压力水头的波动,是波动的主要来源,使得压力水头方差、自协方差和功率谱增大;非均质性减小压力水头波动的短期相关性。

输入饱和系统的结构MBC策略研究

对基于市场机制控制(Market-Based Control,MBC)系统中控制变量存在的饱和效应进行了研究。根据结构力学与状态空间理论的模拟关系,将塑性力学中的参变量变分原理、对偶互补关系以及相应的二次规划方法应用到控制系统中,提出了输入饱和系统的结构MBC策略。将提出的控制策略应用于一座20层钢框架结构,并与输入饱和系统的非线性最优控制进行了对比,来验证本文方法的优势。结果表明:当控制系统存在饱和状态时,采用本文提出的输入饱和系统的结构MBC策略比最优控制效果好;相比最优控制策略,MBC策略对结构的位移响应具有更好的控制效果,并且MBC策略对于结构上部加速度的控制效果要好于最优控制;MBC策略在整个时程中所消耗的时间比最优控制快,更适合应用于多维、高层结构。

自适应事件触发机制下饱和系统的跟踪问题

为了减少饱和非线性特性对闭环系统稳定性及性能的不良影响,采用复合非线性反馈控制镇定闭环系统,实现对阶跃信号的跟踪;采用自适应事件触发机制进行信号传输设计,减少数据传输次数,节约通信资源;针对饱和系统的跟踪问题,提出一种新型的基于自适应事件触发机制的复合非线性反馈控制律,运用Lyapunov理论,得到系统输出可以渐近跟踪参考输入的充分条件。结果表明,所提出的充分条件在保证实现饱和系统跟踪问题时,具有较少的调节时间和超调量,自适应事件触发复合反馈控制器在改善饱和系统暂态性能的同时,可以有效节约系统通信资源。

基于饱和系统随机共振的图像去噪算法

利用随机共振(SR)机制,在传输相关信号的非线性系统中加入噪声,在输出端信号可被增强。本文提出一种基于动态饱和非线性系统随机共振的图像去噪算法,首先将图像重采样为一维信号,并调节动态饱和非线性系统的参数,使之达到最优,使动态饱和非线性系统能够产生随机共振。相比一维随机共振,二维随机共振的图像复原效果更接近于原图,输出图像的直方图和峰值信噪比(PSNR),也明显优于一维随机共振。相比于传统滤波方法,饱和系统的去噪效果更好,同时对于噪声强度的变化具有较好的鲁棒性。

饱和约束下交流伺服系统转动惯量的在线辨识

在伺服系统运行过程中,系统饱和会影响观测器参数辨识的准确性。为了解决这个问题,提出一种抗饱和扩展状态观测器(ASESO)。建立单惯量伺服系统的数学模型,针对伺服系统饱和与未饱和2种情况,设计ASESO来在线辨识伺服系统的转动惯量与集总扰动,其中集总扰动用来对系统进行前馈补偿,削弱外部扰动对系统模型线性化的影响。与传统的ESO相比,ASESO在2种系统状态(饱和与未饱和)下有不同的观测器模型。当系统满足限制饱和条件(CSCs)时,观测器处于未饱和状态并实时更新转动惯量;相反,当系统进入饱和状态时,由于系统控制量变化很小,导致并不是所有的CSCs都满足,观测器不再更新转动惯量,保持前一时刻的识别值。最后利用Lyapunov理论验证了所设计方案的稳定性。仿真结果表明:所提方案在2种状态下均保证了转动惯量辨识的准确性。理论分析和仿真结果共同验证了ASESO与传统方法相比的优越性能。

考虑控制器饱和与扰动的电力系统稳定域估计

针对含有控制器饱和与扰动的电力系统线性模型,提出一种基于二次型李亚普诺夫函数的实用稳定域估计新方法。首先通过引入死区函数建立控制器输出饱和且存在扰动的闭环电力系统模型;然后给出估计该系统稳定域的方法。为了减小估计结果的保守性,引入一个新的自由度,并将李亚普诺夫函数的选择转化为标准线性矩阵不等式约束优化问题,进一步利用矩阵的Schur补性质对该问题进行简化以便于直接利用Matlab软件进行求解;最后,将该方法应用于3机5节点电力系统的稳定域估计,证明了该方法具有简单实用且严格可靠的优点。

单饱和输入下二阶控制系统零解全局渐近稳定的充分条件

分析了单饱和输入下控制系统的相空间分布规律并给出了具体的饱和输入下非线性控制系统的空间结构 .通过给出的空间结构与饱和输入下非线性控制系统的关系定义了不同于一般意义下的非线性系统的平衡点 ,并且对新平衡点进行了分类 .在此基础上 ,给出了二阶单饱和输入下控制系统零解全局渐近稳定的充分条件 ,同时也给出了二阶单饱和输入下控制系统闭合轨迹存在与否的判别条件 .

数字式脉搏血氧饱和度检测系统的研制

目的 研制脉搏血氧饱和度检测模块 ,可实时地对动脉血氧饱和度及心率进行连续无创地监测。方法 改变传统的以模拟技术为主要手段的处理方法 ,主要利用数字信号处理技术来完成一系列工作 ,使系统结构数字化。结果 经实验测试证明脉搏血氧饱和度检测模块结构简单 ,性能稳定 ,抗干扰性好 ,具有较高的准确性和重复性等特点。结论 该设计方案可行 ,它为脉搏血氧仪系统的数字化设计提供了一条新思路。

饱和潜水系统在作业船甲板的布置

饱和潜水是现代海洋工程中重要的水下作业方式,能够完成300m以内的诸多复杂水下作业。饱和潜水系统由几个功能不同的单元组成,这些单元之间通过管线连接构成一个能够满足饱和潜水员日常生活、饱和潜水作业的有机系统。以惠州铺缆项目中饱和潜水系统在某动力定位船甲板上的布置为例,首先介绍了饱和潜水系统的功能单元组成,并在此基础上介绍了各单元在甲板上布置的注意事项,最终达到既充分利用支持船甲板有限的空间,又能够使得饱和潜水系统安全、顺利地完成饱和潜水作业的目标。

饱和切换系统的滑模控制及在转台中的应用

应用饱和切换系统的滑模控制理论对转台控制系统进行了研究.在分析饱和切换系统理论的基础上,利用系统降维的方法设计了饱和切换系统的滑模函数,保证滑动模态渐进稳定及滑动运用具有良好的品质;并对饱和项采用自适应律处理后,设计了切换系统的滑模控制器使被控系统满足到达条件.最后,将该方法运用到伺服转台控制系统的设计当中并进行仿真,仿真结果表明该方法具有较好的动态性能及较强的鲁棒性.

透射式脉搏血氧饱和度检测系统的设计与实现

目的实现血氧饱和度的无创检测。方法改变传统的光检测和放大电路分立设计的方法,采用OPT301光电集成块、AT89C51单片机和ADC0809模数转换器,实现对4路光电信号的采集处理,根据近红外双波长透射式脉搏血氧检测原理,由血氧饱和度经验公式"SaO2=A+BR"计算血氧饱和度值。结果实验仿真证明,系统实现了血氧饱和度的检测功能。结论采用集成器件可以优化血氧饱和度检测系统结构,提高抗干扰能力。