Adaptive Robust Control of Multi-Machine Power Systems with Control Time Delay

The adaptive H_∞ control problem of multi-machine power system in the case of disturbances and uncertain parameters is discussed,based on a Hamiltonian model.Considered the effect of time delay during control and transmission,a Hamilton model with control time delay is established.Lyapunov-Krasovskii function is selected,and a controller which makes the system asymptotically stable is got.The controller not only achieves the stability control for nonlinear systems with time delay,but also has the ability to suppress the external disturbances and adaptive ability to system parameter perturbation.The simulation results show the effect of the controller.

含时滞的不确定性交直流微电网直流母线电压H_∞控制

针对含通信网络延时的不确定性交直流微电网的直流母线电压稳定问题,提出了一种将状态空间法和阻抗分析法相融合的方法,构建具有时滞的范数有界不确定交直流微电网模型。基于系统鲁棒二次稳定的求解,获得了满足H_∞控制性能的时滞无关型状态反馈控制器的条件。然后应用S-procedure定理,提出一种降低时滞依赖型Lyapunov方法的泛函构造难度且无须再次求导的方法,引用Wirtinger积分不等式和自由矩阵的积分不等式,得到时滞依赖型的H_∞控制器。仿真分析验证了所提控制方法能在一定的通信延时约束下抑制不确定参数对直流母线电压的影响。

带扰动补偿的永磁同步电机鲁棒H∞控制

为了提高永磁同步电机调速系统的抗干扰能力,提出了一种鲁棒H∞控制方法。首先,根据鲁棒H∞控制原理,提出了永磁同步电机H∞速度控制设计方法,并介绍了求解方法。设计加权函数时考虑了跟踪性能、干扰抑制、输出限制和模型不确定性。通过伯德图详细说明了性能加权函数对动态性能的影响,并给出了加权函数的设计方法。然后,在考虑参数不确定性和未建模动态的情况下,为进一步提高系统的抗干扰能力,通过Luenberger扰动观测器将扰动作为前馈补偿观测,并将其反馈到速度控制器中,以加速动态响应,增强对扰动的抑制能力。最后,通过试验对比了传统比例积分控制器、H∞速度控制器和所提的复合速度控制器,试验结果验证了所提复合速度控制器的有效性。

基于自抗扰控制的H桥逆变器的混沌研究

为了解决新能源发电系统逆变器出现混沌的问题,提出了一种基于自抗扰控制的H桥逆变器的调节方案。针对处于混沌状态的逆变器的稳态和动态特性差的现象,构建了逆变器的离散模型,并通过建立跟踪微分器、扩张状态观测器以及状态误差反馈控制律进行混沌控制。通过分岔图、折叠图以及仿真分析,结果可知基于自抗扰控制的H桥逆变器比基于比例控制的H桥逆变器的稳定范围扩大了45%,有效地抑制了混沌现象的发生。通过分析可得出:该控制策略对系统的混沌行为能够进行抑制,拓宽了系统稳定工作范围。

具有介质访问约束的网络化控制系统H∞状态估计

研究了一类存在介质访问约束和信号量化的网络化控制系统的H∞状态估计问题。首先,考虑到介质访问约束和信号量化的影响,将信号量化误差转化为扇形有界的不确定性,对由于访问约束而未获得网络传输的系统输出采用加权补偿策略,根据网络介质的随机访问机制将网络化系统建模为具有不确定性的马尔可夫跳跃系统。然后,在此基础上借助李雅普诺夫稳定性理论和H∞性能约束条件,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法给出状态估计器存在的充分条件,所设计的状态估计器使得估计误差系统渐近稳定且具有给定的H∞性能。最后,通过仿真实例验证了该设计方法的有效性。

回旋式倒立摆的H∞控制

倒立摆系统具有多变量、非线性、强耦合和不确定的特点,常被用来验证控制算法的优劣性。H∞在干扰抑制和鲁棒性上均有较为突出的表现。在对倒立摆控制研究情况和H∞控制理论发展情况进行简单介绍后,围绕一阶回旋式倒立摆的H∞控制进行研究。首先,基于拉格朗日方程对一阶倒立摆进行动力学分析,并近似地得到平衡点附近的线性方程;对倒立摆系统进行分析,得到倒立摆系统是能观能控系统、但平衡点不稳定的结论。其次,简单介绍基于里卡蒂方程的H∞控制器求解方法,并证明该控制器能够保证系统的稳定性。最后,仿真确定加权矩阵各元素和H∞性能指标的大小对系统性能的影响和对电机扭矩的要求,并最终确定一组相对合适的参数进行控制器设计。

四旋翼悬挂负载系统预设有限时间H_∞容错控制

在实际飞行中,四旋翼飞行器悬挂负载系统容易受到负载摆动以及外部扰动的影响,且可能出现执行器故障。针对此问题,本文基于反步法设计有界H_(∞)容错控制器来抑制外部扰动并消除执行器故障的影响,利用神经网络逼近系统中负载的不确定性,同时引入预设有限时间性能函数,使得四旋翼飞行器即使在负载和外部扰动的影响下,其跟踪误差仍能被约束在预先给定的范围内。所设计的控制器能够保证系统在较精确地跟踪参考轨迹的同时具有较高的抗干扰性能。仿真验证了所设计的控制器的有效性。

快速反射镜的系统辨识与回路成形H∞鲁棒控制

音圈式快速反射镜(Voice Coil Actuator-Fast Steering Mirror,VCA-FSM)是星间激光通信中的重要伺服机构,其基于音圈电机进行驱动,FSM内部的柔性支撑结构以及轴间相对运动使系统存在复杂耦合特性,降低了系统的控制性能。对于该问题,本文提出了一种基于模型辨识的双轴回路成形H∞解耦控制方法。首先,基于激励与响应数据求解系统脉冲响应序列,构造Hankel矩阵进行系统辨识;其次,考虑系统的耦合特性,基于标称模型进行双轴回路成形H∞鲁棒控制器的设计;最后,基于VCA-FSM伺服控制实验平台,开展方波与正弦扫频实验。实验结果表明:相较于LQG与LQR控制,本文所提出的双轴回路成形H∞鲁棒控制使系统X,Y轴跟踪闭环带宽分别最大提升了54.3 Hz和54.8 Hz,显著降低了系统的耦合特性。本文所提出的控制方法充分提高了VCA-FSM伺服系统的性能,实现了双轴VCA-FSM的高性能解耦控制。

新疆某三甲医院H型高血压患者血压控制的影响因素分析

目的 调查按照指南规律服用降压药物的H型高血压患者的血压控制状况及其影响因素,以期为H型高血压的防治提供科学依据。方法 回顾性收集新疆医科大学第一附属医院2019年1月至2022年12月收治的符合纳排标准的H型高血压住院患者728例为研究对象。通过查阅病历及电话随访,收集患者入院后的基本信息、实验室信息、合并用药信息、合并疾病信息及随访信息,以患者出院后规律服用降压药1个月及以上的血压情况分为未控制组(276例)和控制组(452例),通过单因素和Logistic回归分析探讨影响血压控制效果的相关因素。结果 单因素分析结果显示,两组的高血压分级、降压药物联用情况、钙通道阻滞剂用药史、精神压力状况、饮食习惯、运动频率比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。多因素分析结果显示,高血压三级、MTHFR C677T 基因多态性中TT型、经常感到精神压力大、偏咸的饮食习惯、不运动是影响H型高血压患者血压控制水平的独立危险因素(P<0.05)。结论 影响规律服用降压药物的H型高血压患者血压控制水平的因素包括高血压分级、MTHFR C677T基因型、精神压力状况、饮食习惯及运动频率,可根据相关影响因素采取有效的干预措施,以改善H型高血压患者的血压控制水平。

基于H∞算法的燃气轮机振动主动控制

燃气轮机机匣在工作状况下受多种零部件的影响会产生复杂的振动,将导致机组工作噪声升高、意外停机、减小设备使用寿命等问题。文中介绍了一种利用电磁致动器对燃气轮机机匣进行主动控制的方法,通过利用机匣主要振动位置处的加速度信号作为反馈信号,对系统采用H∞算法进行振动主动阻尼。实验结果表明,提出的主动阻尼方法可显著提升机匣的动刚度,并大幅减小机匣振动。

Lipschitz非线性离散系统基于观测器的鲁棒镇定控制设计

本文研究Lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对Lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计结果进一步推广,针对含干扰的Lipschitz非线性离散系统进行H∞性能分析,实现了基于观测器的鲁棒H∞镇定控制,同时给出观测器增益矩阵和控制器增益矩阵的一步求解算法.最后,通过两个数值例子验证了所提方法的有效性.

基于H∞控制的大功率液压泵功能振动系统

大功率液压泵在功能振动试验中,常采用无工况的结构验证来考核产品。伴随着大功率液压泵在机载时的工况以及故障的复杂化,仅仅进行结构验证已无法满足实际应用中的功能振动试验考核要求。本文建立了大功率液压泵功能随机振动试验控制系统的简化控制模型,并在此基础上设计了H∞控制器,增强了功能振动试验控制系统的抗干扰能力。通过仿真结果表明所设计的H∞控制器控制效果良好。最后,在受试产品的三个轴向上分别进行现场试验对试验控制系统中的干扰等进行H∞控制验证。试验结果表明,该功能振动试验控制系统能有效地降低每个轴向的产品功能加载所带来的的干扰信号,将响应谱控制在目标谱的容差范围内,顺利地完成了功能随机振动试验,系统功能可靠。

T-S模糊系统的自触发有限时间H∞控制

为克服事件触发控制对硬件设备的依赖以及控制策略频繁更新的局限,针对一类不确定Takagi-Sugeno(T-S)模糊系统的有限时间H∞控制问题,引入自触发机制,提出一种基于此机制下只与触发时刻状态有关的模糊控制器设计方法;基于自触发机制并结合有限时间控制的思想,通过设计触发间隔函数、推导并求解线性矩阵不等式(LMI),使得系统在保障稳定性的前提下,系统运动轨迹不会超过一定的界限,并达到所期望H∞性能水平;同时相较于事件触发机制,自触发机制位于系统内部,无需额外硬件设备接收触发信号且只需利用当前的触发状态信息来预测下一触发时刻,在一定程度上进一步降低系统资源成本;此外,利用李亚普诺夫函数对系统稳定性进行了严格分析,并提供一个确保能够防止芝诺现象发生的证明;最后,通过数值仿真、单连杆刚性机器人系统实例仿真两个实验说明所提方法的有效性。

Finite-Time H∞ Control of Switched Nonlinear Systems under State-Dependent Switching

This paper investigates the finite-time H∞ control problem of switched nonlinear systems via state-dependent switching and state feedback control. Unlike the existing approach based on time-dependent switching strategy, in which the switching instants must be given in advance, the state-dependent switching strategy is used to design switching signals. Based on multiple Lyapunov-like functions method, several criteria for switched nonlinear systems to be finite-time H∞ control are derived. Finally, a numerical example with simulation results is provided to show the validity of the conclusions.

基于切换拓扑的量化时滞网络有限时间H∞控制

为了研究引入量化器的基于切换拓扑的动态时滞网络的有限时间H∞控制问题,通过设计量化控制器和状态依赖切换信号的方法,利用微分包含理论、矩阵理论、稳定性理论,经过严格的推导,得到了基于切换拓扑的具有量化的动态时滞网络在无外界干扰时有限时间稳定,并且在有外界干扰时具有有限L2增益的结论,最后通过一个数值仿真验证定理的有效性。

H∞ Control for Externally Excited Building Structures with Active Mass Damper under Actuator Saturation

This paper investigates the application of active mass dampers to mitigate the vibrations of building structures subjected to unknown external excitations under controller saturation conditions. By utilizing an H∞ control strategy, the optimal state feedback controller is derived by solving the linear matrix inequality problem for controller saturation. Case studies show that the proposed controller is capable of stabilizing the closed-loop system with good control performance and effectively suppressing vibrations in building structures under unknown external excitation. When compared to controllers that do not consider saturation, the proposed controller requires lower gain and results in reduced energy consumption. The research findings provide valuable insights for addressing real-world building structure control problems, contributing to both theoretical significance and practical applications.

基于D-H法的农业采摘机器人运动协作控制系统设计

为提升农业采摘机器人运动协作控制性能,降低机器人碰撞概率,利用D-H法优化设计机器人运动协作控制系统;改装位置、力矩以及碰撞传感器设备,优化运动协作控制器与驱动器,调整系统通信模块结构,完成硬件系统的优化;利用D-H法构建农业采摘机器人数学模型,在该模型下,利用传感器设备实现机器人实时位姿的量化描述,通过机器人采摘流程的模拟,分配机器人运动协作任务,从位置和姿态等多个方面,确定运动协作控制目标,经过受力分析求解机器人实际作用力,最终通过控制量的计算,实现农业采摘机器人的运动协作控制功能;通过系统测试实验得出结论:所提方法控制下机器人位置、姿态角和作用力的控制误差分别为14 mm、0.2°和1.2 N,在优化设计系统控制下,机器人的碰撞次数得到明显降低。

SSCNETⅢ/H总线在自动车载组装设备中的设计与应用

基于工业自动化的发展方向,介绍了第三代高速伺服系统控制网络SSCNETⅢ/H系统的基本原理和SSCNETⅢ/H总线在工业设备中应用的优势,阐述了SSCNETⅢ/H总线在全自动车载组装生产线设备中的设计与应用,对实现工业设备智能化具有重要的现实意义。

Active Cancelation of Acoustic Noise in Waveguides by Standard Control Task Decision Usage

Cybernetic decision variants were analyzed in order to use for physical task of active noise cancelation. 10 dB mean active noise cancellation is demonstrated in two decades frequency band by usage of cybernetic decision for acoustical duct physical scale model. The used decision was found on minimization of acoustical field power transfer function from the beginning of waveguide to their end.

基于改进GA优化的级联H桥APF神经网络电流跟踪控制

针对基于级联H桥有源滤波器实现谐波抑制时,传统PI控制电流跟踪的抗扰性差以及由于神经网络预测的局域最优造成的电流跟踪预测不准确、延迟大等问题。本文提出了一种改进GA优化的级联H桥APF神经网络电流跟踪控制策略,以改进选择和交叉操作的GA优化神经网络变化因子,提升了预测控制的全局搜索能力和鲁棒性能。仿真验证表明,所提出的控制策略相较于传统PI控制,提升了电流跟踪控制的鲁棒性;相较基于传统GA优化的神经网络控制方法,本文提出的方法跟踪速度提升了约0.04 s,控制误差减小约0.2 A,谐波畸变率降低0.36%。可见,响应速度和控制精度更优,具有更好的跟踪控制能力。