考虑储氢压强的风氢耦合系统构网型自适应控制策略

针对风氢耦合系统接入弱电网下负荷变动导致系统频率波动及越限问题,提出基于储氢系统压强动态反馈的构网型虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)转动惯量自适应控制策略。首先建立了构网型风氢耦合系统物理仿真模型,推导有功功率闭环传递函数,分析了转动惯量和阻尼系数对系统功频振荡特性的影响情况;然后考虑储氢系统压强的动态变化实时优化转动惯量的计算,保证风氢耦合系统在电网频率波动及负荷有功波动下稳定运行;最后通过MATLAB/SIMULINK进行策略验证。研究结果表明:采用构网型自适应方法可加快系统频率恢复,大幅度提升系统的动态响应能力,实现风氢耦合系统稳定运行。

基于改进粒子群算法的自适应构网型变流器控制策略

构网型控制是一种改善新能源高渗透率下电力系统稳定性问题的技术手段。针对传统构网型变流器均采用固定参数控制而未能发挥出最佳调频效果这一问题,基于构网型变流器控制参数可调的特点,提出一种自适应控制策略,以优化构网型变流器的输出并改善电力系统的动态特性。首先,通过仿真实验得到典型构网型变流器虚拟惯量和阻尼系数在大功率事件下对系统动态特性的影响;其次,研究典型构网型变流器的频率曲线与功角曲线,提出包含频率偏差和频率变化率的自适应构网型变流器控制策略;然后,通过改进粒子群算法对自适应控制策略涉及参数进行整定;最后,基于MATLAB/Simulink搭建的微电网模型,验证所提控制策略的稳定性与鲁棒性。仿真结果表明,所提控制策略可以自适应改变控制参数,使构网型变流器的输出能够满足系统各个阶段的不同需求,优化电力系统的动态特性。

中频加热电源模糊自适应PID控制系统的设计与实现

针对中频感应加热电源控制系统存在着严重的非线性、参数时变性以及滞后性和惯性缺陷,同时考虑采用常规PID控制很难取得较好的控制效果,设计了一种模糊自适应PID控制系统。该系统结合模糊控制和常规PID控制两种算法的优势,利用模糊控制在线性整定和修改PID的控制参数,较好地解决了系统的存在问题,获得了良好的动态性能和静态性能。在分析模糊自适应PID控制算法的基础上,详细介绍了模糊化处理、模糊控制规则建立表以及模糊判决和决策表等,分别给出了模糊自适应PID控制参数在线整定程序流程,上位机程序的设计方法,系统硬件组成和工作原理,以及主要部件特性等。通过对系统MATLAB仿真分析,其结果表明:该系统与常规PID控制相比较,具有控制精度高、响应速度快、稳定性好的特点,明显改善了中频感应加热电源的控制效果,具有一定的推广价值。

马尔可夫跳变系统的奇异自适应滑模控制

该文采用奇异系统方法研究了转移速率部分已知的、具有匹配非线性和匹配外部扰动的连续时间马尔可夫跳变系统的自适应积分滑模控制问题.首先,按照奇异系统方法设计积分型滑模面,进而结合原系统及滑模动力学可得奇异马尔可夫跳变系统;其次,以线性矩阵不等式的形式给出了保证所得奇异马尔可夫跳变系统随机容许性的充分条件;紧接着在这一条件下,结合自适应控制来保证状态轨迹对积分滑模面的可达性;最后通过仿真案例验证了所得结果的有效性.

自适应软件系统模型偏差检测方法的适用性评估

自适应软件系统的模型偏差会导致诸多可靠性问题.对控制型自适应软件系统而言,其面临的模型偏差源自描述软件系统的标称模型在非确定运行环境中的漂移现象.现有模型偏差检测方法往往忽视了不同模型偏差之间的差异性,导致用户难以为其特定的应用场景选择合适的检测方法.针对这一问题,提出了一套特性指标,用于评估模型偏差检测方法在不同模型偏差场景下的适用性.该特性指标基于提出的模型偏差检测框架,系统分析了模型偏差检测过程中的重要因素,并提取控制信号强度、环境输入强度和非确定性强度作为量化的特性指标.基于这些特性指标,实验研究4种主流模型偏差检测方法在不同场景下的检测效果,并总结不同模型偏差检测方法对于自适应软件系统不同特性场景的适用性.

电网调频型飞轮储能系统自适应鲁棒充电控制方法研究

飞轮储能系统对电网频率调节控制的效果优异,能够有效地提高电网频率稳定性,保证电网运行的可靠性和安全性。为了提高电网波动下的系统充电过程中系统性能和转速跟踪精度,并减小系统的振动和冲击,针对采用永磁同步电机的此类系统,基于矢量控制策略提出了转子转速自适应鲁棒控制(ARC)方法和连续参考转速曲线。通过建立的仿真模型,对推导的方法进行了验证。接着应用转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线。仿真结果表明:基于转速ARC控制方法和连续参考转速曲线,系统的转速稳态误差为0.03%,角加速度稳态误差为0.7%,电网波动下的转速最大误差为0.8%;基于转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线时,系统的转速稳态误差为0.08%,角加速度稳态误差为1.6%,电网波动下的转速最大误差为6.0%。因此,采用转速ARC控制方法和连续参考转速曲线的系统性能和转速跟踪误差明显优于采用转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线。

一类非线性不确定中立型系统的鲁棒自适应滑模控制

针对一类匹配非线性不确定中立型时滞系统的鲁棒镇定问题,利用Lyapunov稳定性理论,提出了一种能渐近稳定系统的自适应滑模控制器。基于滑模控制技术,确保了该控制器能驱赶系统状态达到事先指定的滑动超平面,从而获得想要的动态性能。一但系统动态达到滑动运动阶段,系统对不确定是不敏感的。自适应技术的应用克服了不确定的未知上界,并能满足可达条件能。最后,给出的一个仿真例子证明了该自适应滑模控制器的有效性,从而保证了闭环系统的全局渐近稳定性。

Lotka-Volterra系统Ⅱ型模糊自适应控制方法

针对一复杂的Kolmogorov型捕食与被捕食生物系统,基于Ⅱ型模糊集合,提出了一类非线性模糊反馈控制器设计方法,并把逼近误差引入到控制器设计中以改善系统的动态性能;在生物系统受某些外界干扰而使物种无法持续稳定生存的情况下实现对理想状态跟踪,使得跟踪误差收敛到零;并用Lyapunov函数及Ⅱ型模糊逻辑系统的性质证明了所设计的控制器的有效性;从理论上研究了Kolmogorov生态系统的非线性行为及控制,说明该种群最终达到了一个新的适应各物种生存、发展的状态空间.

非线性系统的改进型自适应积分控制算法

针对传统非线性系统的积分控制,为减小稳态跟踪误差和防止积分饱和,设计了一种改进型的自适应积分控制。采用反馈线性化消去系统的非线性,在初始误差较大的条件下,引入惩罚函数根据误差动态调节比例系数和积分系数可抑制较大的超调量。应用Lyapunov稳定性理论,证明了在外部扰动有界的条件下,闭环控制系统一致最终有界。闭环系统稳定性的理论分析和仿真结果都验证了上述策略的可行性。

倒立摆系统的符号型自适应模糊控制

在变论域模糊控制系统中,一般情况下,论域根据设计好的伸缩因子随着输入变量的减小而收缩。论域的收缩增加了规则,降低了控制的实时性,同时伸缩因子的设计是一大难点。根据上述问题设计了基于符号型自适应模糊算法的单级倒立摆控制器。算法采用变形后的符号函数对输入变量进行了规范化处理,实时调整输入变量,并根据收敛性原理设计了控制器输出调整因子。系统利用线性二次调节器对状态变量进行综合,避免了"维数灾难"问题。仿真结果表明,该方法跟踪速度快,稳定性好。

提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略

针对电力电子化电力系统低惯量特性引起的频率稳定问题,从挖掘电网输电环节调控潜力的视角出发,提出了提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略。定量分析了利用柔性直流系统能量裕度提升系统惯量水平的可行性,提出了计及子模块电容和电感元件能量裕度的换流站自同步控制策略,在实现无锁相环自同步的同时主动支撑受端系统惯量;在此基础上,为了解决现有控制中直流电压安全约束限制电容能量利用的问题,提出了柔性直流系统直流电压与子模块电容电压解耦控制策略及参数设计方法,通过自适应调节子模块投入数量与电容电压参考值,实现柔性直流系统内储能元件能量裕度的充分利用,并设计了其恢复策略及启动判据,有效提升了受端系统惯量水平和频率稳定性。定量评估了柔性直流系统的惯量支撑能力,并通过实时数字仿真验证了所提控制策略的有效性。

基于系统辨识的模型参考自适应控制

介绍了荷兰Twente大学控制工程系研发的先进控制实验平台的基本组成、功能和基于机电一体化设计软件20-sim。以先进控制演示仪为研究对象,在20-sim环境下建立了系统的图标化数学模型,并从理论上对模型作了降阶分析。根据系统辨识的模型参考自适应控制(MRAC)原理,编制了模型参考自适应和Lyapunov求解模块。采用线性二次型调节器为控制模块,构成了完整的先进控制演示仪的MRAC控制系统。该系统仿真结果显示所建立的模型针对性强,可用于各种先进控制策略的仿真研究。

PEMFC空气供给系统的二型自适应模糊建模与过氧比控制

质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)空气供给系统存在外部扰动和参数不确定等动态特性,难以实现精准建模和控制.本文结合精确线性化和二型模糊逻辑系统,提出一种自适应控制器实现PEMFC空气供给系统的建模与过氧比控制.该控制器不需要PEMFC空气供给系统模型结构和参数完全已知的条件,而是通过二型模糊逻辑系统在线逼近PEMFC空气供给系统中的未建模动态并从Lyapunov函数中导出自适应参数,从而保证系统收敛性与稳定性.通过稳定性分析证明了该控制器作用下系统跟踪误差的有界性,仿真实验进一步验证了该控制器的有效性与实用性.

集散型控制系统的设计与应用——第三讲 DCS的现场控制极(软件结构)

一、现场控制站的功能在上一讲中,我们已讨论了集散型计算机控制系统(DCS)的体系结构,系统功能和硬件组成.DCS的最突出特点是利用某种通信网络将分散在现场(或现场附近)执行数据采集和控制功能的各现场控制站与位于操作中心(或监视中心)的各个操作、管理站连接起来,来共同实现分散控制、集中管理的功能.构成DCS的现场控制站在组成上和能力上有较大的差别,有数据采集,实现几十到上百个控制回路,甚至可以实现一些高级控制功能:自适应控制功能和一些基本的专家系统功能.而有的DCS的现场控制站由一个简单的单片机(如8096,8031等)组成,完成十几点到几十点的数据采集,实现几个控制回路.此外,有些DCS的现场控制站只具有采集处理功能而无控制功能。

基于自适应转速判断观测器的异步电机转差频率型矢量控制系统的研究

对异步电动机的多变量、强耦合、非线性的时变参数系统进行分析研究 ,利用坐标变换和磁场定向原理 ,建立按定子磁场定向的异步电动机数学模型。在分析现有转差频率矢量控制系统的基础上 ,对转子磁链观测器进行了进一步的研究 ;比较了u -i模型法和i -n模型法转子磁链观测器的优缺点 ,提出了一种新型的自适应转速判断观测器模型 ,该模型综合了上述两种模型法磁链观测器的优点 ,克服了它们的不足 ,具有结构简单、控制准确、抗干扰性强等优良性能 ,使得转差频率矢量控制的异步电机调速系统 ,无论是在低速段还是高速段都能获得良好的动、静特性和鲁棒性。应用电机专用DSP芯片作为控制核心 。

一种改进型BP算法在自适应控制系统中应用的研究

介绍BP算法在自适应控制中应用 ,即在离线学习过程中每一个输入样本对网络不立即产生作用 ,而是等到全部输入样本学习完成 ,将全部误差求和累加 ,再集中修改权值一次。对非线性控制系统在线控制过程中 ,采用一定算法可避免神经网络线性化 ,提高控制效果。

一类非线性系统的无模型学习自适应控制

对于一类常见非线性离散系统,提出了其动态线性逼近的增量型模型、无模型自适应控制律和带有参数限定时域长度的参数自适应预报递推算法,实现了对时滞非线性系统的无模型学习自适应控制。通过仿真表明,该算法对于一类非线性系统实现无模型学习自适应控制是正确和有效的。

木材干燥模糊自适应控制系统软件设计和通讯实现

讨论了木材干燥控制系统软件设计和通讯实现,分析了在两个独立通讯链结构组成的系统中,控制机、管理机软件的设计和实现,并讨论使用MSComm控件完成通讯的方法、控件的初始化、事件响应时的数据处理程序。

基于高木—关野型模糊系统的直接自适应控制

对高阶非线性系统设计了模糊直接自适应控制器。用高木—关野型模糊系统作为控制器 ,用鲁棒控制项对未知的逼近误差进行补偿以减小逼近误差对跟踪精度的影响。所给方法不但能保证闭环系统稳定而且可使跟踪误差收敛到原点或其小邻域内 。

未建模多机械臂的模糊自适应控制方法

为了提高未建模多机械臂抓取同一物体的轨迹跟踪精度,提出一种未建模多机械臂的模糊自适应控制方法。该方法通过齐次函数计算出T-S(Takagi-Sugeno)型模糊逻辑系统(Fuzzy Logic System,FLS)的后件系数,以T-S-FLS为主体,在传统FLS的设计上加入一个可自动更新逼近精度的非零参数。利用万能逼近定理,完成对不确定项的逼近任务,添加滑模面系统保证所提方法可以摆脱有限逼近域的限制条件,并通过李雅普诺夫函数理论对其稳定性进行分析。仿真结果表明,该方法可以保证系统的跟踪性能,且在闭环系统中所有信号均一致最终有界(Uniformly Ultimately Bounded,UUB),能够提高未建模多机械臂抓取同一物体的轨迹跟踪精度。