基于不确定与扰动估计器的直流配电网电压鲁棒控制

为保证在直流配电网母线电压鲁棒控制的同时,实现各源换流器之间电流的合理分配,基于不确定与扰动估计器(UDE)控制方法提出一种电压鲁棒控制策略,分别应用于直流配电网换流站级和换流阀级的控制。换流站级控制器设计重点在于解决负载电流参考值的给定和UDE控制的实现:将容量比引入下垂控制,提出考虑电流精确分配的负载电流参考值设定方法,该方法既充分考虑了各源换流器容量又避免了电流分配受线路参数影响的因素;以各源换流器输出电流能够渐进跟踪该参考值为控制目标,设计UDE控制律,这是实现电压鲁棒控制的关键。换流阀级控制方法应用UDE控制理论对电压源型换流器内环电流控制受到的不确定与扰动因素进行估计并补偿,设计了其UDE鲁棒控制律,证明UDE内环电流鲁棒控制器具有二自由度特性,且控制器参数解耦,简化了参数整定方法。改进后的控制器在提高电流控制抗扰性和鲁棒性的同时,解决了传统PI控制参数整定繁琐的问题。以三端直流配电网为例,对比仿真验证了所提策略的有效性。

含UDE附加阻尼支路的构网型直驱永磁同步风电机组次同步振荡抑制策略

针对构网型直驱永磁同步风电机组在弱电网下的次同步振荡问题,该文提出了基于不确定性和扰动估计器(UDE)的附加阻尼支路振荡抑制策略。首先,网侧变流器采用虚拟同步机(VSG)技术,并基于谐波线性化理论建立了网侧变流器序阻抗模型;其次,深入分析引入电压电流双闭环控制对弱电网下构网型直驱永磁同步风电机组产生次同步振荡的影响特性,提出了电流环引入UDE附加阻尼支路的振荡抑制策略,并基于UDE的附加阻尼控制采用滤波带宽思想对系统扰动进行估计,通过动态电压补偿方式实现阻尼支撑,可有效抑制次同步振荡,提升系统鲁棒性;最后,通过时域仿真验证了所提振荡抑制方法的有效性。

基于扰动估计器的永磁同步电机滑模控制

为优化永磁同步电机调速系统的控制性能,该文设计了一种基于不确定干扰观测器的新型滑模控制策略。在滑模控制策略对永磁同步电机双闭环系统控制的基础上,引入一种变速趋近律,使得控制系统具备优异的瞬态与稳定特性。针对未知扰动,设计了一种不确定扰动估计器来观察集总扰动,在此基础上设计控制器,并将观察到的未知干扰进行前馈补偿。通过仿真对比,证明了所提策略在削弱电流波纹、降低调节时间上的有效性。

基于UDE的船舶自动靠泊控制

为解决船舶在外界扰动和模型不确定条件下自动靠泊控制精度降低的问题,基于不确定和扰动估计器(uncertainty and disturbance estimator,UDE),提出一种自适应反步控制方法。利用指令滤波器,抑制传统反步法虚拟控制求导产生的微分爆炸现象。通过设计辅助系统,补偿指令滤波器误差,达到三自由度船舶自动靠泊控制的目的。通过Lyapunov理论证明UDE与控制器相结合的闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。仿真实验表明,所设计的控制器能较准确地估计复杂扰动,并保证船舶到达期望的位置和艏向。

同时存在模型不确定性和外部扰动的混沌系统的镇定问题

研究了同时存在模型不确定性和外部扰动的混沌系统的镇定问题。将自适应控制方法和基于不确定性和扰动估计器的控制方法相结合,得到了一个基于不确定性和扰动估计器的自适应控制方法,并应用该方法分两种情况实现了Lorenz系统的鲁棒镇定问题。最后利用数值仿真验证了所得理论结果的正确性和有效性。

基于扰动补偿的无微分模型参考自适应控制系统设计

针对一类含有参数不确定性和未知非线性扰动的系统,本文提出一种基于扰动补偿的无微分模型参考自适应控制方法,实现系统输出对参考模型输出信号的高精度跟踪.首先,利用被控对象模型信息设计扰动估计器,对系统非线性扰动进行在线估计;其次,基于非线性扰动估计值设计参考模型和无微分参数更新律,构建无微分模型参考自适应控制器,建立基于扰动补偿和状态反馈的自适应控制律,以消除参数不确定性和非线性扰动对系统输出的影响,保证系统输出对参考模型输出的准确跟踪;然后,给出闭环系统误差信号收敛条件和控制器参数整定方法;最后,通过数值仿真验证所提方法的有效性和优越性.

基于时延补偿的燃煤机组二氧化硫排放浓度抗干扰控制

针对1000 MW燃煤机组脱硫过程能耗高及定值控制实现难的问题,进行了二氧化硫出口浓度闭环控制方法研究。首先,基于开环辨识建立了不同典型负荷点脱硫塔内调控泵频率与出口二氧化硫浓度之间的面向控制器设计的传递函数动态模型。其次,采用了结合史密斯预估器和扰动与不确定性估计技术(UDE)的闭环控制方案,在补偿脱硫过程大范围时延的同时增强闭环系统对模型不确定性和外部干扰的抑制能力。最后基于充分的鲁棒性评估确定了控制策略的参数。仿真和现场应用结果表明,论文研究的控制方法能够实现燃煤机组出口二氧化硫浓度的定值控制,并具备较为出色的瞬态响应性能。

桥式吊车自适应超螺旋移动滑模控制研究

针对变绳长下的桥式吊车防摇定位控制问题,提出了一种基于不确定性和扰动估计器的自适应增益超螺旋移动滑模控制的方法。首先,所设计的移动滑模面可以根据输入的误差及相应的导数实时改变自身的斜率;此外,在该移动滑模面上加入动态指数项以使任意初始状态误差变量都在滑模面上,从而大大提高系统的鲁棒性和控制性能。其次,为实现系统状态误差的快速收敛,设计一种自适应超螺旋滑模控制算法,该方法不仅能有效地削弱控制系统的抖振,也能很好地抑制系统的匹配扰动,另外构造一个不确定性和扰动估计器用来解决系统的非匹配扰动。最后利用李雅普诺夫理论对该控制器进行了稳定性分析,仿真结果表明了该控制器的有效性。

一类输入饱和受限线性系统的鲁棒控制

研究了一类输入饱和受限线性系统的鲁棒控制问题。将基于不确定性和扰动估计器的控制方法应用到状态反馈控制的输入饱和受限线性系统中,得到了一种处理不确定饱和受限线性系统鲁棒控制的新方法。仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性。