基于非仿射非线性模型的静止无功补偿控制器设计

对于含静止无功补偿器的单机无穷大系统建立了非仿射非线性模型。然后根据多变量控制的逆系统方法 ,设计了基于非线性反馈线性化和线性二次型最优控制规律的控制器。最后通过仿真结果说明了所设计控制器的有效性。

非线性反演控制律在航空发动机多变量控制中的应用

主要研究了非线性反演控制规律设计方法在航空发动机控制中的应用.首先基于小偏差线化模型建立了航空发动机的非线性仿射模型,讨论了非线性反演控制规律的设计方法.最后,针对某型涡扇发动机运用非线性反演控制规律设计方法设计了双转子转速控制规律,并给出了仿真结果,仿真结果表明这种控制规律的设计方法在航空发动机控制中是可行的.

非线性块对角在飞航导弹垂直转弯控制中的应用

传统的三通道(俯仰、偏航、滚转)独立小扰动导弹模型不能适应在大攻角与大过载下的控制,于是文中提出基于非线性块对角控制来解决。首先着重分析导弹的垂直转弯飞行方案,鉴于导弹的四层结构并非仿射型,然后对所建立的分层块对角模型进行仿射处理,并采用推力矢量控制方法实现了导弹垂直转弯的块对角控制器设计。最后在模型精准和气动参数摄动下,进行了数字仿真,结果表明系统在完成垂直转弯的同时,还具有很强的鲁棒性。

有源电力滤波器状态反馈精确线性化控制

针对有源电力滤波器模型的非线性强耦合特点,提出了一种基于状态反馈精确线性化的非线性控制策略。采用状态空间平均建模方法建立了三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型,并从理论上证明了所建立的模型满足状态反馈精确线性化的条件,推导出了非线性系统的反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化。再利用线性系统控制理论设计了控制器,实现了原非线性系统的解耦控制。与PI控制的三角波调制控制方案进行仿真对比分析,验证了所提出的控制方案性能优越,各项性能指标均优于PI控制方案。

双离合器自动变速器双离合器起步与换档的反馈线性化控制的研究

对理想发动机飞轮转速与理想离合器从动片转速的精确跟踪是提高双离合器式自动变速器(DCT)起步与换档品质的关键。针对DCT在起步与换档时离合器接合过程的仿射非线性动力学模型,利用基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统拓扑等价为完全可控型线性化系统并对该线性系统实施PID控制。仿真结果表明:起步与换档时的仿射非线性系统稳定、跟踪性态良好。

分布式电源中并网三相PWM整流器的智能滑模控制

文首先讨论了三相PWM整流器的功率整流与逆变运行方式以及并网控制方法 ,详细分析了分布式电源中并网三相PWM整流器的仿射非线性模型 ,由于系统模型的非线性 ,一般的线性控制方法误差较大 ,鲁棒性不强。这里应用智能滑模控制方法设计电压外环控制器 ,仿真和实验表明该方法是有效的 ,系统具有高的功率因数 。

飞航导弹分层变结构控制

飞航导弹模型可以处理成一种四层非线性、时变块对角结构 ,但其中一、二层模型不是仿射型模型 ,这在控制理论的应用上受到限制。本文应用优化线性理论 ,对这两层模型进行了仿射型处理 ,这样就得到了飞航导弹的四层非线性仿射型模型。接着 ,本文提出了一类非线性系统的变结构控制方法 ,从而对导弹进行了分层变结构控制器设计。仿真结果表明 ,所设计的系统具有很强的鲁棒性。

三翼面飞机低速运动下的推力矢量控制

针对推力矢量产生直接升力时,出现的俯仰不平衡的问题,提出了推力矢量/前鸭翼的三翼面飞机布局方案。并给出了推力矢量与气动舵面的融合方式。针对前鸭翼布局在大迎角时的旋涡破裂,导致稳定性和操纵性的突然变化以及气动力非线性产生的问题,采用非线性动态逆控制率设计方法设计快变量和慢变量的控制率。并通过‘落叶飘’非常规机动的仿真实验验证了该方案。实验结果显示,采用推力矢量三翼面布局的飞机可以获得很好的低速超机动能力。

复杂路况下高速行驶汽车防抱死制动系统滑移率最优跟踪控制

为了研究在复杂路况下高速行驶汽车能稳定制动的控制策略,基于防抱死制动系统(ABS)滑移率非线性动力学模型,以滑移率误差及其变化率综合最优为控制目标,利用极小值原理推导出制动时最优滑移率的解析解,进而利用制动减速度、制动车速、车轮角速度等反馈信号,在无需复杂路况附着系数信息的前提下,计算制动控制扭矩,建立ABS滑移率最优跟踪控制方法.利用Matlab/Simulink软件,对不同复杂行驶路况下目标滑移率的最优跟踪控制效果进行了仿真验证,发现实际滑移率均能在任意规定的时刻与目标滑移率同步;而同步过程的滑移率误差仅取决于滑移率误差权值与误差变化率权值的比值和制动初始时刻的滑移率误差.所建立的控制方法能保证在复杂路况行驶的任意时刻较为快速、精准、稳定地完成最优制动控制.

时间最优控制算法及其在SVC控制中的应用

针对时间最优控制系统中存在的"颤振"问题,提出了在开关线两侧设置"回滞带"以及在原点邻域内切换为连续稳定控制律的一种实用型改进算法。同时,将上述算法与逆系统方法相结合,对含TCR-FC型静止无功补偿器(SVC)电力系统设计出相应的反馈线性化和时间最优组合的非仿射非线性紧急支持配合控制器。数字仿真表明,该算法有效地解决了在设计过程中导出的双积分型时间最优控制在实用中出现的颤振问题,并可使电力系统在受到扰动时,能够尽快地镇定到正常的运行状态。