Riemann-Liouville分数阶时变时滞惯性神经网络的一致稳定性

本文将Riemann-Liouville(简称R-L)分数阶时滞惯性神经网络推广至R-L分数阶时变时滞惯性神经网络,通过构造分数阶Lyapunov-Krasovskii函数,证明了R-L分数阶时变时滞神经网络模型的一致稳定性,同时给出了数值实例,验证了所提出理论的有效性。

基于惯性环节的光伏组件实时热模型

提出一种基于一阶惯性环节的光伏组件温度的实时计算方法,首先,对光伏组件进行传热特性分析,基于一维非稳态导热分析解,推导基于一阶惯性环节的光伏组件温度简化计算模型;然后,使用遗传算法与拟牛顿法串行优化方法,通过数据驱动方式快速确定模型中的参数;最后,使用该文提出的模型,基于BP、LSTM的温度预测模型和传统经验公式对某光伏场站的组件温度进行分析和预测。对比结果表明:该方法表现出良好的预测精度,均方根误差<2℃,且部署模型所需的计算规模更小,运算速度可达神经网络的10倍以上,方便应用于实际控制系统中,且与神经网络方法相比更具可解释性,可作为一种实时计算光伏组件温度的有效方法。

具有脉冲效应的时滞Caputo分数阶模糊惯性神经网络的渐近稳定性

运用Caputo分数阶算子、分数阶Barbalat引理和Lgapunov稳定性定理,研究了一类具有固定脉冲和时滞的Caputo分数阶模糊惯性神经网络系统的渐近稳定性.

基于惯性环节的PV/T组件温度计算方法

太阳能光伏光热一体化(PV/T)是一种高效利用太阳能的新技术,因其热电联产的优势近年来受到广泛关注。PV/T组件温度直接影响组件光电转换效率,在系统控制中也是一个关键参数,本论文提出了一种基于一阶惯性环节的光伏光热(PV/T)组件温度计算方法。针对典型结构的PV/T组件,对组件的传热特性开展分析,基于一维非稳态导热原理,推导了在控制系统中使用的简化迭代计算公式,建立了一阶惯性环节计算模型。为快速确定模型中惯性环节系数,通过包含遗传算法和模式搜索法的串行混合策略,加快了模型有关惯性环节系数的确定速度,对比分析了不同数量惯性环节对模型计算精度的影响,并通过实验数据验证了模型的准确性。结果表明:本论文提出的一阶惯性环节法计算PV/T组件中太阳能电池板温度表现出良好的预测精度,且模型计算规模小,适用于于控制系统,可作为一种实时计算PV/T组件中太阳能电池板温度的有效方法,可为后续发电功率预测提供有效的数据支撑。

基于惯性环节的汽轮机转子温度计算方法

介绍了基于一阶惯性环节的高压转子温度场的计算原理和方法,推导了在控制系统中使用的简化迭代计算公式.针对1 000MW超超临界汽轮机,利用有限元法对其温度场进行了计算,验证了在热应力监控中使用高压内缸内壁温度等效代替高压转子外表面温度的合理性.采用一阶惯性环节法、差分法和有限元法等3种方法,对汽轮机高压转子冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动和滑参数停机过程的体积平均温度和转子中心温度进行了计算,并对比分析了3种方法的转子表面温差和转子中心温差的计算精度.结果表明:一阶惯性环节法的计算精度高且方便易用,可作为一种监控汽轮机转子温度场的有效方法.

汽轮机转子温度计算中惯性环节系数的确定方法

提出了一种利用有限元计算结果、通过模式搜索法来确定有关惯性环节系数的方法.该方法将冷态启动、热态启动和极热态启动过程的汽轮机转子有限元法计算所得体积平均温度作为标准值,通过优化搜索来确定惯性环节法计算汽轮机转子体积平均温度的并联惯性环节的个数,以及每个惯性环节的时间常数和权重系数.通过温态启动过程的汽轮机转子有限元法和惯性环节法计算所得体积平均温度的对比,来验证该方法计算所得系数的精度和易用性.结果表明:该方法所得的常数和系数满足工程应用的精度要求,为汽轮机转子的热应力优化控制和汽轮机变负荷运行的安全性提供了技术支持.

一阶惯性大时滞系统Smith预估自抗扰控制

大时滞系统是工业过程控制中的典型难题,将先进控制方法应用于大时滞系统时需要与传统的Smith预估器相结合才能获得理想的控制效果。针对一阶惯性大时滞系统,研究了Smith预估器与线性自抗扰控制技术相结合的设计问题,分析了系统的稳定条件和参数摄动问题。证明了当被控对象参数与Smith预估器参数相同时,闭环控制系统稳定的结论,同时推导了参数不同时控制系统稳定的一个充分条件。另外基于数值仿真,从暂态性能、稳定裕度和抗扰能力三方面分析了系统参数和控制参数摄动的影响作用,这些结果可用于Smith预估器和线性自抗扰控制器参数的整定。

基于几何约束优化的重复控制器及PMSM电流谐波抑制应用

重复控制器凭借其具有多个谐振峰而广泛应用于电流谐波抑制领域,然而在实际电机控制系统中,由于系统采样频率固定而电流谐波频率随电机转速而变化,会导致重复控制器中出现分数阶延时环节,而该环节在实际控制器中无法实现。对此,该文针对现有分数阶处理方法进行讨论,分析了插值逼近方法中插值系数对重复控制器整体频率特性的作用,据此提出基于几何约束优化的分数阶重复控制器,通过优化各插值系数,电机在全转速范围内都可以保证谐振频率和电流谐波频率相吻合,并且谐振峰值更符合电机谐波组成规律;还分析了滤波器所处反馈回路位置对频率特性的影响,作为组合滤波器设计依据;为保证系统稳定,对包含PI、重复控制器以及离散电机模型的电流控制系统进行稳定性分析,并作为控制参数选取依据。最后,通过台架实验验证了该文所提出的方法的谐波抑制性能是更优的。

基于Simulink的压力流量串级均匀控制系统建模与仿真

本文对精馏塔塔顶端部分的压力和流量控制进行了系统的研究。首先基于Simulink平台建立了有干扰的压力流量串级均匀控制系统的线性数学模型,仿真结果表明:所建模型能较好地模拟实际系统;当被控对象为纯滞后或一阶惯性环节且其参数变化范围较大时,该建模方法是正确的;系统具有良好的抗扰动性能。其次对典型阶跃输入信号下系统的动态响应与静态响应的性能进行测试,采用经验整定法对PI控制器参数进行调整,通过调整系统控制器参数提高了系统的综合性能。最后针对系统主、副回路控制器整定之前和之后的系统输出响应进行了比较,整定后的输出动态性能与静态性能都有所改善,在有干扰的情况下,系统的输出也能获得较平稳的响应曲线。

一种应用在大惯性系统下的PI算法

在某所5吨的摇摆平台控制系统中,由于负载的惯性比较大,而控制单元采用PLC,控制精度为50ms,简单的采用位置式PI控制算法可能会造成系统的失控,系统的运行曲线无法达到指定的正旋波。在系统调试中采用位置式PI算法加入一阶惯性环节,并考虑到死区和速度限制,在实际调试中取得了比较好的效果。

一种应用在大惯性系统下的PI算法

在某所5吨的摇摆平台控制系统中,由于负载的惯性比较大,而控制单元采用PLC,控制精度为50ms,因此简单地采用位置式PI控制算法可能会造成系统的失控,系统的运行曲线无法达到指定的正弦波.当在系统调试中采用位置式PI算法并加入一阶惯性环节,同时考虑到死区和速度限制时,在实际调试中则取得了比较好的效果.

弱电网下抑制谐波谐振的LCL型并网逆变器鲁棒性CCFAD方法

LCL型并网逆变器采用电容电流反馈有源阻尼在弱电网下进行并网电流控制时,如果系统环路谐振频率高于1/6的采样频率,数字控制延时会导致并网逆变器在较宽范围变化的电网阻抗影响下鲁棒性较差甚至失稳。通过分析指出,电容电流反馈有源阻尼环路可等效为并联在滤波电容两端的虚拟阻抗Zeq(s),表现出的负阻特性是造成系统失稳的主要原因。鉴于此,提出一种采用负一阶惯性环节进行电容电流反馈有源阻尼的鲁棒性方法,在电容电流阻尼环路中引入惯性环节,利用频率稳定性分析对所提方法进行详细论述,并给出相关参数的设计过程。理论分析表明,该方法可保证Zeq(s)在LCL滤波器谐振频率有效范围内始终处于正阻特性范围,不仅提高系统的稳定裕度,并网系统的谐波谐振也得到抑制。此外,该方法具有较好的灵活性,当采用电容电压反馈有源阻尼控制并进行锁相时,可节省一组电流传感器的使用。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。

示波器测算指数信号参数的若干方法

指数信号是控制工程中很常用的一种信号(或函数)形式,其参数K和a的测量也是分析该信号(或函数)的重要环节之一。该信号广泛分布于各学科领域。不同学科对其参数的测定有各自不同的方法。本文会介绍一种仅利用示波器波形来测算其参数的方法,并列举另两种不同学科各自的方法来对其进行验证。

一种动态搜索的极值调节器

本文阐述一种动态搜索的极值调节器的基本原理和设计方法,该调节器适用于具有很大的惯性的控制系统中,如果该系统的输出线性部分可以近似地用具有大时间常数或纯时延的一阶系统表示,其传递函数为K/1+TS或Ke^(-sτ)/(1+TS)。文中还较详细讨论系统的动态输出与逻辑电路策动输入之间的关系。该文还介绍了设计的极值调节器和系统模型及实验结果。

SINS/GPS组合导航中两种惯导误差模型的等价性验证

为减轻空间机动飞行器上计算机的负担,文中提出以一阶惯性环节模型替代惯性测量装置的惯导工具误差模型以降低SINS/GPS组合导航中状态矩阵的维数。采用扩展卡尔曼滤波器进行信息融合,分别用两种不同的模型来评估导航精度。仿真结果表明采用两种不同模型,最终的导航精度相当,用一阶惯性环节模型来替代惯导工具误差模型,可以大大减少计算时间,利于工程实现。

直接转矩控制中定子磁链观测方案对比研究

定子磁链的有效观测直接决定转矩控制的稳定性。针对纯积分观测定子磁链存在的问题,对一阶惯性环节、幅值限定的改进积分器、一阶惯性环节串联HPF三种定子磁链观测方案进行了深入比较分析。定量分析了一阶惯性环节中截止频率对相位和幅值偏差的影响,给出了截止频率的选择依据;结合原理结构图分析了幅值限定改进积分器的效果;对比幅频特性图并得到带补偿的一阶惯性环节串联HPF环节。对幅值限定的改进积分器较一阶惯性环节带来幅值和相位的误差进行了补偿;而一阶惯性环节串联HPF则可以完全消除直流偏置和积分初值问题,进一步提高定子磁链的估算精度。通过仿真和试验进行了对比验证。

基于零序电压调控的配电网不平衡过电压抑制方法

利用柔性接地装置解决配电网三相不平衡过电压问题时,常用的电流控制方法依赖对地参数及谐波电流的精确测量,应用困难。针对此,研究了不平衡过电压抑制方法中电压控制与电流控制的区别,设计了一种基于零序电压调控的不平衡过电压抑制方法。该方法在双闭环控制的基础上,采用内环比例-积分(PI)加外环一阶惯性环节的控制策略,无需测量系统对地参数及谐波电流即可实现不平衡过电压抑制,性能得到进一步提升。仿真结果证明了该方法的动态性能和稳态性能良好,能够在各种情况下准确抑制不平衡过电压。

基于改进Smith预估时延补偿的GPC网络控制系统研究

针对网络传输时延和被控对象自身时滞使控制系统性能恶化等问题,对传统Smith预估器进行补偿,在其反馈通道上加入一阶惯性环节,解决被控对象与预估模型参数失配问题,并将阶梯式广义预测控制算法和时延补偿相结合,进一步降低传输时延和自身时滞对控制系统的影响.仿真结果表明改进后的系统能获得较好的动态性能和稳定性能.

近似时间最优的舵机多模位置控制策略

高超声速飞行器要求其伺服作动系统具有高动态高精度的特性,针对传统控制方法难以兼顾系统动态和精度的难题,本文设计了一种近似时间最优的舵机多模位置控制策略.首先建立了以一阶惯性环节串联积分器表征舵机输入输出特性的特征模型.然后以相平面为分析工具,给出了其近似时间最优控制的切换区;在切换区外以快速性为目标而采用bang-bang最优控制,在切换区内以避免振荡和超调为目标而采用bang-bang次优控制;为提高稳态性能,在小误差时时采用线性控制.实验表明,该方法响应快速,避免了振荡和超调,很好地满足了对伺服作动系统高动态高精度的要求.

基于改进Smith预估补偿及自适应Fuzzy-PID控制的NCS研究

在具有网络时延和被控对象自身时延的网络控制系统中,针对传统Smith预估补偿器需要被控对象的精确数学模型,对传统Smith预估补偿器进行改进,提出在预估器主反馈通道上加入一阶惯性滤波环节,用于解决被控对象与预估器模型参数失配问题。同时引入自适应Fuzzy-PID控制器作为系统控制策略,设计了系统结构并进行了仿真研究。仿真结果表明改进后的系统能获得更好的动态性能和适应性能。