配电网安全域的全维观测

提出了配电网安全域(DSSR)全维观测的概念与方法。首先,在总结现有2维、3维投影观测不足的基础上提出全维观测的概念。其次,提出一种基于安全距离的全维观测方法。该方法包括以下内容:(1)定义DSSR的等效半径,即原点到所有有效安全边界的距离;(2)通过DSSR半径的折线图和雷达图进行全维可视化,以观察域的特征和凹陷;(3)定义凹陷指标和形状畸变指标量化描述域的凹陷程度和圆润程度;(4)分析凹陷对应的边界表达式,得出凹陷原因及改善方案。最后,进行算例验证并与投影法对比。上述方法能完整地观测高维域的形态,发现投影法难以发现的隐藏缺陷,为安全域信息的深度挖掘提供了新的工具。

一类时滞离散非线性系统的全维观测器设计

通过类Lyapunov方法,结合线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了具有时滞的Lipschitz非线性离散系统全维观测器存在的充分条件.在此基础上,设计了具有扰动的时滞Lipschitz非线性离散系统的鲁棒观测器,提出了该鲁棒观测器存在的一个充分条件,并用具体例子说明了其可行性与有效性.

含可再生能源的区域综合能源系统区间化安全域研究(二):全维观测与域的几何特征优化

安全域法是区域综合能源系统安全分析的一种重要方法,域形态观测与优化作为其研究体系的重要一环,是后续域应用的基础。从域整体出发,如何在不降维前提下对其进行观测,以及实现域几何特征优化的研究尚不充分。因此,基于系列文章第1部分所构建实用区间化安全域(practical interval security region,PISR)模型,在全维视角下,建立实用区间化全维半径(practical interval full-dimensional radius,PIFR)解析与数值模型,并比较分析2种模型的应用特点。进而提出一种基于数值模型的PISR全维观测方法。基于PIFR模型,构建全维PISR均衡程度与可再生能源随机性影响程度指标对域的几何特征进行量化分析,并建立能量枢纽关键元件扩容成本指标衡量其优化成本。进而提出一种基于PIFR的PISR几何特征多目标优化方法。最后,结合测试算例,对系统安全域开展全维观测与几何特征优化分析,验证所提模型及方法的有效性和实用性。比较2种PIFR求解模型,并针对域缺陷,通过改变系统参数,即关键元件扩容,给出域几何特征多目标优化方案集并分析,实现了全维视角下域形态优化。所提方法拓宽了含可再生能源的区域综合能源系统安全信息获取途径,并为后续规划、运行等应用研究奠定理论基础。

基于全维观测器的系统控制律重构研究

在控制系统中,控制律与状态变量有着密切的关系,控制律往往是某些状态变量的函数。当控制系统的某些元件发生故障时,系统将无法得到构成控制律所需的状态变量,因而导致系统无法正常工作。针对此类情况,本文探讨了一种基于全维观测器的控制律重构方法,并针对某随动控制系统进行了分析和仿真,结果表明该方法是有效的。

全维观测器问题的算法研究

全维观测器就是通过两个状态反馈矩阵F和G的选取,得到这两个矩阵就可以得到全维状态观测器。对于多输入线性时不变系统,状态反馈矩阵F和G不唯一。目前,常用设计方法都没有解决F和G的优化设计,本文将矩阵遗传算法引入基于Sylvester方程的算法中,优化反馈矩阵,仿真结果表明:该算法求出的反馈矩阵F和G优于其它各种方法,对于工程实现无疑是有意义的。

基于改进型全维观测器的BLDC无传感器控制

对基于全维观测器的无刷直流电机无传感器控制算法进行了研究,针对现有的传统全维观测器存在响应慢的问题,提出了一种改进型全维观测器,在传统全维观测器基础上,通过引入反馈增益,以提高动态响应能力和系统稳定性。为了验证提出方案的正确性,搭建相应的测试平台进行了传统和新型观测器的性能对比测试。由实验结果可知,所提出的改进型全维观测器无传感器控制算法能使系统响应更快,是实现无刷直流电机无传感器高速高响应控制的一种有效方法。

基于全维观测器的无速度传感器异步电机控制

提出了一种模型参考自适应观测器,用于异步电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将电机矢量控制与模型参考自适应系统(MRAS)相整合,异步电机作为参考模型,而全阶观测器为可调模型,利用两模型输出的误差构造了一个自适应律。理论分析和仿真结果表明,该转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。

基于全维观测的模糊直接转矩控制方法研究

此处以永磁同步电机(PMSM)为被控对象,针对其传统直接转矩控制(DTC)系统转矩和磁链脉动大的问题,提出了模糊控制的概念,并将传统DTC系统中的定子磁链积分环节用全维状态观测器代替,有效地减少了直流偏移及积分误差累积等缺点。对传统的带有定子磁链积分器的PMSM DTC系统和设计的基于定子磁链全维状态观测的PMSM模糊DTC系统分别进行实验验证,结果表明,改进后控制系统的控制性能明显优于改进前,即改进后的定子磁链和转矩脉动大幅度减小。

线性系统的全维观测器设计

文章针对线性系统,给出了全维观测器的设计方法,并给出其结构图,说明了具体的算法,最后举例说明所提方法的正确性。

基于代数方法的全维故障检测观测器设计

针对伴有不匹配未知干扰的线性时不变系统,将全维观测器的设计方法和未知干扰建模技术相结合,设计出对未知干扰解耦的故障检测观测器.首先,采用代数建模技术将匹配未知干扰从未知干扰中分离出来,剩余的干扰部分即为不匹配未知干扰;然后,依据先验知识对不匹配未知干扰代数建模,构建出一个满足秩条件的增广系统;最后,针对增广系统,设计全维故障检测观测器,并构造对未知干扰鲁棒且对故障敏感的残差.将所提方法应用于一类垂直起降直升机系统,并对系统模型进行仿真.仿真结果表明所提出的全维故障检测观测器是有效的.

基于定子磁链全维状态观测器的直接转矩控制

为克服纯积分器的积分初值、误差累积以及直流偏移等缺陷,提出了基于全维状态观测器的永磁同步电机定子磁链观测方法。以定子磁链作为状态向量构造系统状态方程,以电流作为输出向量构造系统输出方程,配置观测器极点正比于电机模型极点,并采用Matlab中的鲁棒极点配置算法进行观测器反馈增益阵的计算。实验表明,采用全维状态观测器对定子磁链观测的准确度更高,所构成的直接转矩控制系统具有更好的性能。

配电网安全域的全维直接观测

该文进行了配电网安全域(DSSR)的全维直接观测。首先,总结了现有观测方法。其次,提出DSSR的全维直接观测方法。对两供一备和柔性两供一备接线的全维直接观测发现:两供一备的安全域是凹多面体,由一个“域核”和多个“域角”构成;域表面有“山脊”和“山谷”,“山谷”形成了域凹陷。柔性两供一备的安全域是凸多面体,不存在“山谷”,填补了传统两供一备的域凹陷。可见,全维直接观测清楚地展现了不同电网结构体现在安全域上的不同几何特征。该文还进一步给出了“域核”、“域角”、“山脊”、“山谷”的物理意义和形成原因。最后,将该方法与其他安全域观测方法进行对比和总结。

主动悬架最优控制的全维状态观测器仿真分析

为了解决系统真实状态难以准确测量的问题,以1/4车主动悬架模型为研究对象,通过动力学方程和状态方程,利用最优控制理论建立最优控制主动悬架模型,构建最优控制主动悬架的全维状态观测器及其状态反馈系统。通过MATLAB/Simulink仿真分析,对比主动悬架最优控制模型与主动悬架带全维状态观测模型。仿真结果表明,采用1/4车最优控制主动悬架带全维状态观测器的状态反馈系统更加接近系统真实状态,更加准确可靠。

基于在线识别与全维状态观测技术的埋入压电片复合梁的振动主动控制研究

介绍利用埋入复合材料梁的压电传感器和驱动器对其振动进行主动控制的实验研究及其结果。利用埋入的压电传感器和驱动器对其进行模型识别而得出结构的动力学模型,再将该模型用于控制器的设计,其优点是当结构本身或者约束、环境等发生变化后,可对结构的模型重新进行在线识别,及时更新控制参数,避免控制失效,而且不需要事先知道结构的其他属性。应用最优控制理论的全维状态观测器技术,结合所选取的压电传感器和作动器识别的结构动力学模型,可以设计出其最优控制器。实验表明,传感器信号的频谱峰值最大可以被有效地降低20dB左右。

同时含有未知输入和测量干扰系统全维和降维观测器设计

针对同时含有未知输入和测量干扰的不确定系统研究了全维和降维观测器设计问题.首先,利用待定系数法给出了全维观测器的结构和存在条件.该条件完全由原系统的系统矩阵给出,易于检验.对于降维观测器,为了消除测量干扰的影响,提出了一种新的测量输出构造方法,使得新构造的测量输出不再包含干扰信号.此外,证明了全维和降维观测器存在条件的内在统一性,即全维观测器所需要满足的观测器匹配条件和强可检测条件在研究降维观测器所要讨论的新的系统中都可以得到保持.因而,在全维观测器存在条件下,也可以设计一个相应的降维观测器.最后,给出了一个数值例子验证所提方法的有效性.

广义线性离散系统的基于状态补偿的全维状态观测器的设计

主要讨论了广义离散线性系统Ex(k+1)=Gx(k)+Hu(k)y(k)=Cx(k)+Du(k)的状态观测器,利用矩阵的奇异值分解和矩阵的广义逆,将广义线性系统化为奇异值标准形∑x1(k+1)=G11x1(k)+G12x2(k)+H1u(k)0=G21x1(k)+G22x2(k)+H2u(k)y(k)=C1x1(k)+C2x2(k)+Du(k)再引入状态补偿反馈u(k)=K1x2(k)+v(k),使得广义系统变为正常系统,从而设计出广义离散线性系统的全维状态观测器。x(k+1)=(G-KC)Vx(k)+(H-KD)u(k)u(k+1)+Ky(k)

开发MATLAB图形用户界面设计全维状态观测器

介绍了一些如何利用MATLAB的图形用户界面开发工具--GUIDE来创建图形用户界面的方法.我们还利用极点配置的方法来配置闭环极点,以获得全维状态观测器.在MATLAB的控制系统工具箱里有计算状态反馈增益矩阵K和H的函数,得到这两个矩阵就可以获得全维状态观测器,其中,acker函数是利用Ackermann公式来计算增益矩阵的.最后通过一个例子说明获得全维状态观测器的过程.

基于全维状态观测器的视频球体跟踪

视频目标跟踪是计算机领域的一核心内容,该文构造一种全维状态观测器以实现在静态无噪声基础上对运动单目标的跟踪。在MATLAB环境下,运用图像处理技术,将从图像中提取目标球体;对目标球体进行分析找出若干跟踪参数;基于找出的跟踪参数,建立状态空间方程;最后构建全维状态观测器,实现对球体目标的跟踪。实验表明,全维状态观测器能很好地实现运动目标的跟踪,其跟踪精度主要取决于极点配置的好坏。

异步电机全维速度观测器若干参数变化的影响

为研究全维速度观测器中不同参数对其精确度和稳定性的影响,基于传统的异步电机动态数学模型,配置了全维速度观测器的参数,通过Matlab/Simulink仿真考察,分析了全维状态观测器中的增益矩阵参数、PI调节器参数及观测器中的电机参数误差对速度观测结果的影响。仿真结果表明:合理的观测器参数可以保证全运行状态内电动机观测值的收敛;观测器中的PI调节器参数主要影响其动态特性;电机参数的摄动会影响观测器的稳定性。

全维状态观测器的演化设计

利用被控系统可以直接测量的输出量和输入量,作为观测器系统的输入信号,并使状态观测器的状态信号和被控系统的状态变量等价。以误差绝对值乘时间积分指标ITAE的倒数作为目标函数。利用智能体对环境的感知和反作用能力,将其与遗传算法的搜索方式相结合,提出了多智能体遗传算法来优化目标函数,进而设计出状态观测器的输出反馈矩阵。将多Agent系统与GA相结合的MAGA能够充分地挖掘GA中个体的并行性,从而在很大程度上提高算法的收敛速度和准确性。