Delta算子系统圆形区域极点配置的鲁棒性

研究 Delta算子描述的线性不确定离散系统圆形区域极点配置的鲁棒分析和鲁棒综合问题。基于 L yapunov稳定性理论 ,提出 Delta算子系统在区域极点约束下具有性能鲁棒性的判别条件及状态反馈设计方法 ,并将连续与离散系统的有关结果统一到 Delta算子框架中。

直流变换器的区域极点配置鲁棒PID控制算法

为提高直流变换器对干扰及不确定因素的鲁棒性,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒PID控制器算法.PID控制器的参数应用区域极点配置(RPA)的方法来整定.考虑受控系统需对干扰具有鲁棒性,将PID控制和H_∞控制相结合,以LMI形式给出H_∞PID控制器的可解性条件.设计的控制器使得闭环系统满足闭环极点分布在指定区域内以获得期望的动态特性,以及对外部噪声的抑制具有最大H_∞鲁棒性能界.此外,该控制器设计方法也可应用于参数不确定的多胞型直流变换器系统.Buck变换器的确定和不确定系统的仿真实验验证了该控制算法的正确性和有效性.

区域极点配置问题的研究方法

对区域极点配置的现有研究成果进行综述.将区域极点配置的基本方法归结为代数Riccati方程(ARE)方法和线性矩阵不等式(LMI)方法.列出了基于区域极点配置方法的主要研究成果,包括最优控制、鲁棒性、H2性能、H∞性能等方面.最后给出了几点研究展望.

轮毂电机驱动汽车区域极点配置横向稳定性控制

分布式驱动结构给车辆动力学控制带来机遇和挑战,如何可靠地实现其横向稳定性控制是关键技术。考虑车辆参数的不确定性,提出了基于区域极点配置的轮毂电机驱动汽车横向稳定性控制策略,分析了保性能权重矩阵参数对控制性能的影响;为了能最大限度地利用路面附着能力,利用轮毂电机驱动力和制动力共同产生横摆力矩,并结合驱动模型切换提出了规则化转矩分配控制策略;通过数值仿真和硬件在环仿真开展了控制系统的性能分析。结果表明,所提出的基于区域极点配置的上层控制策略不仅能改善汽车的操纵稳定性,而且对轮胎侧偏刚度等参数不确定性具有较强的鲁棒性;同时,下层规则化转矩分配控制策略能确保在低附着路面可靠实现转矩分配。

基于区域极点配置的电力系统低频振荡均匀阻尼控制

提出了电力系统低频振荡的均匀阻尼控制方法。首先分析了电力系统的阻尼特性和实现均匀阻尼控制的条件;然后利用均匀阻尼思想,以系统振荡模式阻尼均匀为目标,提出利用区域极点配置方法设计发电机附加励磁控制器以实现低频振荡的均匀阻尼控制,由于同时配置多个极点到垂直条状区域中,所以避免了控制器对其他振荡模式阻尼的过度削弱,达到了多机系统的协调控制;最后以IEEE4机11节点和新英格兰10机系统为例,并与精确极点配置法进行比较。仿真结果说明了此控制方法的有效性和鲁棒性,为电力系统低频振荡的抑制提供了新思路。

传感器故障系统基于区域极点配置的容错控制设计

针对一类可能出现传感器故障的不确定系统,分别采用状态反馈控制和静态输出反馈控制,提出了基于LMI条件的鲁棒D稳定化容错控制方法。该方法不仅使得系统在传感器发生故障时仍具有完整性,而且还使得闭环系统对于允许的参数不确定性在指定的圆盘区域内具有鲁棒稳定性。数值算例和仿真结果表明该方法简单有效。

基于在线辨识和区域极点配置法的电力系统低频振荡协调阻尼控制

基于均匀阻尼思想和低频振荡的在线辨识,提出采用区域极点配置法设计阻尼控制器,以实现大系统低频振荡的协调阻尼控制。首先分析了电力系统低频振荡的阻尼特性和机组参与振荡的特点,提出实现均匀阻尼控制的条件和方法;然后基于低频振荡特征的辨识进行阻尼评估,确定均匀阻尼控制的目标;针对辨识模型进行降阶,得到适合控制器设计的降阶模型,最后采用区域极点配置法求出控制器的参数,同时抑制发电机参与的多个振荡模式。由于辨识的模型中考虑了其他发电机和调节系统对本机的影响,极点配置的目标保证发电机所参与振荡模式的阻尼尽量均匀,避免了其他模式阻尼的过度削弱,因此低频振荡控制具有一定的协调性,同时控制器的反馈信号为本地信号,实现了系统的分散协调控制。以新英格兰10机39节点系统为例,说明了本文设计控制器的有效性和鲁棒性,为电力系统低频振荡的分散协调控制提供了新思路。

基于区域极点配置的风电系统弱阻尼低频振荡模式抑制

风电并网不仅影响原有低频振荡模式,而且可能引入新的模式。改善单个低频振荡模式,可能削弱其他模式阻尼。基于双馈风电机组详细建模,建立风电系统状态空间方程,选择控制变量和输出变量。考虑双馈风电机组出力变化,分析弱阻尼低频模式区域极点配置的必要性。兼顾电网原有及新引入弱阻尼低频模式,构建降阶模型。采用基于线性矩阵不等式的区域极点配置法,设计输出反馈控制器,将所有弱阻尼低频模式配置在设定区域,提高其阻尼比,并增加系统稳定裕度。算例分析表明,所设计控制器有效提高所有弱阻尼低频模式的阻尼,改善了风电系统振荡特性。

基于输出反馈和区域极点配置的电力系统阻尼控制器研究

提出了利用区域极点配置法设计电力系统阻尼控制器,以实现低频振荡的近似均匀阻尼控制。首先分析了电力系统的阻尼特性和阻尼控制器抑制低频振荡的本质,得出实现均匀阻尼控制的条件,然后根据参与因子的大小,确定控制器的安装位置,最后利用均匀阻尼思想及广域测量信号,将低频振荡的控制转化为发电机阻尼控制器的区域极点配置问题。由于在设计的过程中考虑了所有控制器对振荡模式的影响,因此达到了多机系统的协调控制,避免了控制器对其他振荡模式阻尼的过度削弱。以IEEE 4机11节点系统为例,在多运行方式下与传统电力系统稳定器进行了仿真对比分析,说明了此方法的有效性和鲁棒性,为电力系统低频振荡的协调控制提供了新思路。

线性离散不确定系统区域极点配置的状态反馈实现方法

研究利用状态反馈对线性离散不确定系统进行区域极点配置的问题。导出了一个由离散代数Ｒｉｃａｔｉ方程表示的对线性离散不确定系统进行区域极点配置的充分条件，并给出了一个通过求解该方程来确定状态反馈增益矩阵的算法。

具有区域极点配置的多目标H_2/H_∞优化控制

提出了一种优化空间自适应调整的多目标遗传算法(ASMOGA),并将其应用于具有区域极点配置的多目标H2/H∞优化控制。ASMOGA算法能够根据种群的质量对优化空间进行自适应调整,同时定义了一种新的辅助罚函数,可以有效处理众多的闭环区域极点约束条件。对某卫星姿态控制系统的仿真结果表明,与线性矩阵不等式LMI方法相比,ASMOGA算法的优化结果具有更小的保守性。

广义系统的圆形区域极点配置:输出反馈情形

该文考虑连续广义系统在输出反馈作用下的圆形区域极点配置问题 ,目的在于设计输出反馈控制律 ,使得闭环系统正则 ,无脉冲且闭环极点位于给定的圆形区域内 ,该文利用矩阵不等式及广义逆得到了所期望的输出反馈控制律的存在条件 。

基于扇形区域极点配置的静态输出反馈H_∞控制

针对线性定常系统,研究了扇形区域内极点配置的静态输出反馈H∞控制问题。设计能够达到H∞性能指标且符合区域极点配置要求的静态输出反馈控制器,以解决外部的扰动和区域对极点的限定问题;利用求解线性矩阵不等式组的方法,将具有H∞指标约束和区域极点配置要求的静态输出反馈控制器设计问题转化成求一组线性矩阵不等式的可行解问题,借助MATLAB-LMI工具箱进行有效求解,得到了符合要求的可靠控制率,完成了扇形区域内H∞静态输出反馈控制器的设计(其中的H∞控制器为次优H∞控制器)。所得结论不仅能使极点配置在给定的扇形区域内,也能够使闭环系统保持稳定性且达到给定的H∞性能指标,从而保证了系统的性能,实现了期望的闭环极点。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。

区域极点配置的状态反馈控制在高柔结构中的应用

AMD控制系统中被控结构一般采用简化的计算模型,导致不确定性因素的存在,包括高柔结构的质量以及刚度的偏差,将影响控制器设计的准确性,而发展高柔结构的鲁棒AMD控制策略对土木工程的结构振动控制具有重要的理论价值和工程应用前景。基于区域极点配置算法设计了相应的鲁棒AMD控制器,在控制增益的计算过程中考虑不确定结构参数对计算模型精度的不利影响,以此提高了系统的稳定性。以10层结构为数值分析对象,以控制效果、AMD控制参数为指标,将所提出的控制器与基于经典极点配置算法的常规控制器进行性能对比,分析结果表明:对于含有较大不确定性的结构模型,所提出的控制方法具有更良好的控制效果以及稳定的控制参数;最后以4层框架试验模型的AMD控制系统为实例,验证上述数值分析结论的正确性。

基于区域极点配置的不确定线性系统可靠跟踪控制

针对一类不确定性不满足匹配条件的不确定线性系统．提出了考虑执行器故障的可靠跟踪控制器的设计方法。在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,根据区域极点配置理论．给出了系统输出信号渐近跟踪参考输入信号的可靠跟踪控制器存在的充分条件。通过求解线性矩阵不等式(LMI)完成状态反馈可靠控制器的设计．从而使系统的输出信号不仅能稳定地跟踪参考输入信号．而且能满足要求的动态特性。最后,利用仿真实例验证了本文设计方法的可行性。

不确定系统的鲁棒状态反馈区域极点配置

针对一类范数有界参数不确定线性连续系统,研究使得闭环系统的所有极点均配置在给定扇形区域中的状态反馈控制器设计问题。利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法,给出不确定线性系统存在鲁棒D控制的充分条件,并利用该LMI的可行解给出状态反馈控制器的设计算法和设计步骤。最后,通过一算例验证结果的正确性和有效性。

部分扇形区域极点配置的可靠控制

针对线性定常系统,采用连续增益故障模型提出了考虑执行器故障的部分扇形区域极点配置的可靠控制问题.当系统发生故障时,正常控制的闭环系统极点可能跳出所给定的复平面区域,而可靠控制的闭环系统仍然保持极点在指定的区域内。本文利用线性矩阵不等式(LMI)给出了部分扇形区域极点配置的可靠控制器存在的充分条件。研究成果的仿真,不仅验证所提出方法的可行性;而且比较了部分扇形区域极点配置正常控制器和可靠控制器的控制效果。进一步看出对系统进行可靠极点配置的必要性。

区域极点配置(英文)

对区域极点配置的已有成果进行综述。区域极点配置的基本方法总结为:代数Riccati 方程(ARE)方法和线性矩阵不等式(LMI)方法。列出了可以结合区域极点配置方法来研究的控制问题(如最优控制、鲁棒性、H2性能、H∞性能等)的主要研究成果。最后,给出了几点研究展望。

具有区域极点配置的水轮机调速系统的H_2/H_∞混合控制

对水轮机调速系统采用具有区域极点配置的H_2/H_∞混合控制进行研究,以实例说明应用线性矩阵不等式(LMI)进行设计的方法。仿真及分析表明,所设计的控制器不仅具有良好的动态品质,并且能抑制振荡,提高电力系统的暂态稳定性。

具有区域极点配置的电力系统稳定器的H_2/H_∞混合控制

对具有区域极点配置的电力系统稳定器的H2/H∞混合控制进行了研究。利用MATLAB/LMI工具箱,以实例说明应用线性矩阵不等式进行设计的方法。仿真及分析表明,所设计的控制器不仅具有良好的动态品质,并且能抑制振荡,提高电力系统的暂态稳定。