异步电动机的端口受控哈密顿控制与L2增益扰动抑制

针对在异步电动机调速系统中负载转矩存在扰动的问题,在异步电动机状态误差端口受控哈密顿(PCH)控制基础上,提出一种采用L2增益抑制扰动的控制方法。首先,建立了异步电动机的PCH系统模型,并构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据转子磁场定向原理,确定了期望的平衡点,利用互联和阻尼配置方法,设计了负载转矩恒定已知时的控制器。其次,针对负载扰动问题,利用L2增益控制原理,设计了异步电动机PCH系统负载扰动抑制控制器,同时为了更好地消除扰动带来的稳态误差,在此基础上引入了PI控制。仿真结果表明,所设计的控制器具有很好的转速跟踪性能和负载扰动抑制能力,有一定的应用前景。

基于参数辨识及L2增益的PMSG反步控制策略研究

针对永磁电机式机械弹性储能机组动力源扭矩和转动惯量同时变化特性,提出了一种基于辨识算法及L_2增益的反步控制策略。通过带遗忘因子的最小二乘算法同时辨识实时变化的转动惯量和输入转矩,根据辨识结果,考虑辨识误差以及发电机参数变化带来的不确定特点,结合反步控制和L_2增益干扰抑制方法设计非线性反步控制器,保证永磁同步发电机的转速和输出电流能够以给定参考值运行。仿真结果表明:该控制策略能够较好地实现永磁同步发电机输出值对目标值的快速跟踪,且具有一定的抗干扰能力。

基于PCH的永磁直线同步电机L2增益扰动抑制控制系统的研究

永磁直线同步电机具有损耗小、力能指标高、响应速度快等优点。针对其位置控制精度问题,提出了基于端口受控哈密顿系统的L2增益扰动抑制的控制方法,设计的控制系统具有良好的可靠性和稳定性。首先,从永磁直线同步电机的原始模型和能量平衡的观点出发,建立永磁直线同步电机的PCH系统模型。其次,将最大输出功率控制原理与L2增益扰动抑制控制方法相结合,设计了伺服控制系统。实验结果表明,该系统可以对负载扰动进行有效抑制,降低了稳态误差,提高了控制精度。

基于L2增益的永磁同步电动机无速度传感器的自抗扰控制

针对面装式永磁同步电机转速调节问题,提出了一种新颖的调速系统。利用L2增益干扰抑制理论设计了鲁棒速度控制器,使得控制器能够满足干扰抑制和子系统的渐进稳定;利用自抗扰控制技术设计了q轴电流控制器,具有对电流较强的适应性、鲁棒性和可操作性。针对速度估计问题,利用一种模型参考自适应方法估计转速和位置,节约了成本和增强了系统的可靠性。仿真结果表明,该方法设计的系统能很好地抑制扰动和跟踪给定,具有良好的动、静态性能。

无人船航向闭环成形滤波L2增益鲁棒控制

将闭环成形滤波方法引入到L2增益鲁棒控制器设计策略中并对规划控制策略下的无人船航向系统进行控制器设计,借鉴了现代控制理论中的L2增益鲁棒控制理论和Lyapunov设计方法严谨性特点,并利用经典频域控制理论中的闭环成形滤波的概念,将时域控制器设计与频域控制器设计策略相融合,从实际应用角度出发,完成了规划控制策略下的无人船航向器的设计。最后在仿真实验中,采用所提出的控制器设计策略分别和几种常见实用的控制器在多向不规则波条件下进行仿真对比,证明了所提出的航向控制器具有结构简捷高效,控制参数物理意义明确,综合控制性能好的优势。

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。

多机电力系统非线性自适应L2增益分散励磁控制

为提高多机电力系统电压稳定恢复能力;克服外部干扰及模型不确定性对励磁控制的影响,提出了一种新的非线性自适应L2增益分散励磁控制方法,解决了由非仿射模型结构、参数不确定及外部扰动所造成的多机励磁系统分散稳定控制困难的问题,且在反演设计过程中不需要多次考虑耗散不等式,给出的控制律不包含变量微分项,更便于工程实际应用。最后利用Matlab/Simulink进行了仿真验证,并与常规AVR＋PSS控制进行了对比。仿真结果表明新的控制方法可以加快电力系统电压稳定速度,提高强励能力,降低不同区域间联络线功率波动,有效抑制参数不确定和外部干扰的影响。新方法更有利于提高电力系统暂态稳定控制能力。

基于PCH的DFIM非线性L2增益控制新方法

采用端口受控哈密顿(port-controlled Hamiltonian,PCH)与L2增益控制方法,建立双馈感应电动机(doubly-fed induction motor,DFIM)的PCH系统模型。采用PCH系统与L2增益扰动抑制技术,给出期望的闭环系统PCH结构,选取期望的闭环哈密顿函数。针对负载转矩扰动的情况,设计系统的L2增益控制律,分析平衡点的稳定性,利用SVPWM信号变换方法控制功率变换器各开关器件的切换点,实现了SVPWM的速度调节。仿真结果表明,系统实现了双馈感应电动机在受外界干扰情况下的转子转速有效跟踪期望转速,提高了系统的鲁棒性。

非线性切换系统的鲁棒有限时间有界性与L2增益分析

讨论了一类具有参数不确定的非线性切换系统的鲁棒有限时间有界性和L2增益问题.借助平均驻留时间方法,详细研究了给定扰动输入下的鲁棒有限时间有界性问题,给出了易于计算机求解的线性矩阵不等式(LMIs)约束判据.进一步应用所得的有限时间有界性结论,探究系统的L 2增益分析,将所有条件简化为包含线性矩阵不等式形式的可解问题,最后通过数值算例验证了文中所提方法的有效性.

Fuzzy gain-scheduling output feedback controller design for saturated linear plants

In this paper, the control design problem for linear systems subject to actuator saturations is considered. A fuzzy gain-scheduling output feedback controller is proposed to guarantee the stability of the closed-loop system as well as providing disturbance/error attenuation measured in L2 norm. The synthesis condition is cast as a convex optimization problem in terms of linear matrix inequalities (LMIs) and can be solved efficiently. The ball-beam system is used to demonstrate the proposed saturation control approach.

时滞分布参数切换系统渐进稳定及L2增益分析（英文）

研究时滞分布参数切换系统渐进稳定及L2增益问题。通过多Lyapunov方法,利用Wirtinger’s不等式等,给出了一类时滞分布参数切换系统渐进稳定及L2增益的充分条件,这些条件以线性矩阵不等式(LMI)形式和任意切换信号给出。最后,通过matlab仿真说明所给结论的有效性。

感应电机的L_2增益鲁棒控制

电机电阻在运行过程中会发生较大范围的未知变化,对感应电机的控制性能造成不利影响。该文针对工程中常用的三阶感应电机模型,根据L2增益干扰抑制理论设计了鲁棒控制器。在误差动态方程中,将由未知电阻引起的不确定项看作系统的干扰,设计控制器使得干扰信号对评价信号的L2增益小于给定的性能指标。仿真结果表明,即使转子电阻偏离其标称值很多,控制器仍然能够保持优良的转速与磁链跟踪性能。

基于自适应跟踪控制的三相电压型PWM整流器

针对三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器交流侧电感电阻、开关器件等效电阻和频率等参数不确定性带来的控制系统稳态误差较大等问题,提出一种自适应跟踪控制算法。通过对PWM整流器直接功率控制系统建模与分析,证明这类欠驱动系统符合L2-增益干扰抑制定理的条件。根据L2-增益干扰抑制定理,得出系统自适应率,并给出自适应跟踪控制算法实现过程。仿真与实验结果表明,所设计的自适应跟踪控制系统可实现PWM整流器单位功率因数控制,并具有动态响应速度快、无稳态误差等优点,特别是对于网侧等效电阻和频率的不确定性表现出很好的自适应性和鲁棒性。

基于干扰抑制的汽车转向与悬架系统的集成控制

建立侧向风作用下的汽车整车横向和垂向非线性动力学模型。考虑到随机路面输入和侧向风干扰,利用L_2增益干扰抑制的方法设计出电动助力转向(EPS)与主动悬架系统(ASS)的非线性输出反馈H_∞控制器。在Matlab环境下对驾驶员—汽车—道路闭环系统进行仿真计算。结果表明,所设计的控制器能有效抑制路面随机输入和较大的侧向风干扰,改善车辆的操纵稳定性、转向轻便性和行驶平顺性。

不确定参数快估反演自适应最优L_2增益控制

为了加快参数自适应律微分方程求解速度和状态变量的稳定收敛速度,通过改进常规反演自适应L_2增益控制算法和引入线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI),实现了参数自适应律微分方程只需一步积分运算即可求解,简化了不确定参数自适应律计算求解,并保证了L_2增益系数最小,给出了不确定参数快估反演自适应最优L_2增益控制(rapid back-stepping adaptive optimal L_2control,OP-L_2-RBAC)的通式。军用电站谐波励磁系统的控制仿真结果表明,相对于传统反演自适应L_2增益控制,该方法可加强军用电站励磁系统的动态稳定性。

中点钳位式三电平D-STATCOM的鲁棒电流和中点电位控制策略研究

中点电位的平衡控制是中点钳位式三电平拓扑安全可靠运行的关键,但现有文献均未能通过建立精确的数学模型对中点电位漂移的物理机理进行精确分析,控制参数整定困难。该文建立了考虑未知干扰和参数摄动影响的中点钳位式三电平D-STATCOM的精确数学模型,利用重复控制与无源性控制相结合的方法实现了基于鲁棒L_2性能准则的电流控制器设计,精确分析了参数摄动导致的有功能量分配不均是中点电位漂移的根本原因。通过零序分量注入,利用直流侧上下端电容器之间的有功能量交换实现了中点电位的平衡控制。通过仿真以及1.14 k V,±400 k Var煤矿供电系统的工程应用,验证了该文所建立模型的准确性以及所提控制算法的可行性和有效性。

输入受限的轧机液压伺服系统多模型切换控制

针对轧机液压伺服系统随工况变化所引起的弹性刚度系数及外负载力跳变问题,在输入受限的情况下,提出了一种具有L2增益的鲁棒抗饱和多模型切换控制策略。首先,建立了轧机液压伺服位置系统在不同工况下的多模型集;其次,应用共同Lyapunov函数及稳定性理论证明了输入受限切换系统具有L2增益稳定性,并采用LMI方法设计了抗饱和状态反馈控制器。基于切换易实现原则,根据液压缸压力的变化作为各子控制器切换的依据。仿真及实验研究结果验证了本文所设计控制策略的有效性。

永磁直线伺服电机L_2鲁棒控制的研究

对永磁直线电机伺服系统提出非线性L2鲁棒控制。给出电机的非线性数学模型,在此基础上,为实现对速度和电流的准确跟踪,建立了误差系统的动态模型;将跟踪和干扰抑制归结为L2设计问题,通过构造适当的存储函数得到描述系统L2控制器的两个定理;证明定理给出的控制器能满足干扰抑制和系统的渐进稳定。仿真结果表明,用该方法设计的系统能很好的抑制扰动和跟踪给定,满足对高性能永磁直线伺服系统控制的要求。

含K类函数和附加控制量的自适应L_2励磁控制

为了简化常规非线性自适应L_2增益控制计算和加快控制系统状态变量的稳定收敛速度,通过引入附加控制变量和K类函数,克服了每次虚拟函数设计时都要考虑γ–耗散不等式的不足,保证了L_2增益控制能力随误差变量的增加而增强,给出了一种含附加控制变量和K类函数的非线性自适应L_2增益控制的通式,并以具体军用电站谐波励磁系统为对象,进行了仿真实验.仿真结果表明,相对于传统L_2增益控制,该方法可提高状态变量的收敛速度,并可加强军用电站励磁系统的动态稳定性.