二阶控制系统部分特征值配置及其敏感度分析

基于响应矩阵法,研究了二阶控制系统的部分特征值配置问题并对闭环系统的敏感度进行分析。部分特征值配置时,借助系统矩阵与特征矩阵的正交关系,建立了部分特征值配置的无溢出算法。该算法不需要求解Sylvester方程,通过少部分信息即可实现目标特征值的配置。另外还建立了特征值和特征向量的敏感度配置的响应矩阵法。最后通过算例展示了算法的有效性。

基于标准特征多项式的特征值配置设计方法

针对现代控制理论中期望的特征值选择的不确定性,及现代控制设计方法难于工程化的问题,研究了标准特征多项式系数的确立方法,给出了基于标准特征多项式的特征值配置设计方法的代数求解过程。以飞行器纵向稳定保持为例进行仿真验证,与线性最优二次型设计方法比较,结果表明这种方法能够达到二次型优化设计方法的控制指标,却比二次型优化设计方法的设计简单,且所得出的控制系统具有良好的鲁棒性。

广义线性系统的特征值配置

对广义线性系统在输出反馈下的特征值配置问题进行了研究，给出了按右特征向量配置特征值的充要条件。

基于最优特征值配置理论设计的电力系统励磁控制器

提出了基于最优特征值配置原理设计最优励磁控制器的方法。首先建立了单机—无穷大系统中发电机组的线性化模型 ,在此基础上推导出了系统的状态空间描述并按最优特征值配置的原理设计了状态反馈矩阵。计算机仿真结果表明按特征值最优配置理论设计的控制器 ,不仅能使性能指标达到最优 。

亏损系统的特征值配置

提出了亏损系统特征值的配置方法。为了改进亏损系统的动态特性 ,将亏损重复特征值指定为新的孤立特征值。在广义模态坐标的基础上讨论了增益矩阵的计算方法。文中的数值例子例证明了本文方法的有效性。

状态空间指定圆域特征值配置的分式线性变换方法

研究了线性状态空间系统闭环特征值配置到指定圆域内的问题．通过分式线性变换将指定圆域特征值配置问题转化为普通的闭环稳定控制器设计问题．给出了状态空间中线性系统进行分式线性变换的公式，研究了变换后线性系统的可镇定性、可检测性与原系统的关系等．在此基础上，给出了对变换后系统设计的状态反馈或输出反馈最优控制与原系统的关系．

一种磁悬浮飞轮特定参数摄动鲁棒控制方法

针对磁悬浮飞轮位移刚度参数相比其他参数更容易发生摄动问题,在闭环状态矩阵为正规矩阵的约束下优化特征值对位移刚度的敏感度,根据最优特征值求解全状态反馈控制器参数。为了实现无状态观测器的全状态反馈控制,将控制模型增广至非最少状态空间,全部状态变量可由控制对象的输入、输出量直接计算得到。为了进一步提高鲁棒性,将等价干扰信号补偿方法应用于优化后的控制系统。仿真结果表明:位移刚度摄动达到标称值70%时,状态增广后的闭环系统仍然能够镇定系统,并且对位移刚度摄动的适应性更好,调节时间也更短;闭环系统最靠近虚轴的主导特征值离虚轴越远控制器对参数摄动的适应性越好,但控制所需能量代价越大;信号补偿方法可以在不改变主导特征值的前提下提高控制器对参数摄动的适应性。

基于储能技术的交流互联电网稳定控制方法

为了在储能功率有限的情况下能够更有效地阻尼系统低频振荡,提出了一种利用储能技术提高交流互联电网动态稳定性的控制方法,即利用储能技术配置区域间振荡模式对应特征根、增大系统区域间振荡模式的阻尼。研究了储能装置控制参数的优化和安装地点的选取,分析了储能装置功率响应时间对所提方法控制效果的影响,提出了实用化的控制策略,并进行了仿真分析。结果表明,所提控制方法在储能功率有限的情况下,仍然具有令人满意的控制效果。

某型飞机侧向通道EA/QFT鲁棒控制

提出了一种M IM O定量反馈理论与特征值配置相结合的鲁棒解耦控制方法,该方法首先利用特征值配置使系统达到性能指标要求,通过对特征向量的限制实现M IM O系统解耦,然后利用QFT方法使其具备鲁棒性。通过对某型飞机侧向通道的仿真表明:该方法不仅解耦效果良好,而且具有较强的鲁棒性。

基于输出反馈的鲁棒控制器优化设计及仿真

传统的控制系统,利用极点配置后所剩余的自由度来增强系统的鲁棒性,但解析算法复杂,在实际工程中难以应用。为优化算法,提高极点配置精度,提出了一种能满足工程实际要求的利用输出反馈来配置系统特征值和实现系统鲁棒性能最优的逼近算法。方法通过选定一种反应极点配置精度和表征系统鲁棒性的目标函数,利用最优化中的Powell算法,在实现期望特征值的近似任意配置的同时,提高了系统的鲁棒性能。方法具有易于实现和适用面广等特性。并以水翼艇纵向运动控制系统为例进行了仿真,取得了令人满意的结果。

奇异时滞系统的全阶规范观测器的设计

由于奇异时滞系统代数结构的复杂性,往往在构造观测器的结构和计算系数矩阵时遇到很大的困难。利用LambertW函数的特征值配置技术,给出了奇异时滞系统的全阶规范观测器的新的设计步骤。在此基础上,利用S imu link建模对观测器的可行性进行了验证,并通过Matlab对具体算例进行了仿真。仿真结果表明系统的动态误差状态渐进稳定。因此,算法是一种针对奇异时滞系统的观测器设计的有效方案。

状态观测器分析与设计新方法

状态观测器是现代控制理论非常重要的组成部分,它解决了系统状态的观测问题,使得状态反馈成为一种可以实现的控制方式.不同于现有的能观性分解和对偶原理方法,本文直接采用矩阵的特征值配置来讨论状态观测器存在条件,给出了状态观测器存在条件新的分析方法以及观测器矩阵新的设计方法.

奇异时滞系统的有限时间规范观测器的设计

在已有研究的基础上,对线性奇异时滞系统的状态观测器的设计进行了研究。首先简要介绍了Lambert W函数及其性质,并在此基础上给出了时滞系统稳定性的判断条件,以及随时间渐近趋于系统状态的观测器。然后,利用基于Lambert W函数的特征值配置技术,给出了一种简单的求解有限时间状态规范观测器系数矩阵的方案。最后通过Matlab对具体算例进行了仿真,仿真结果表明该方案有效可行,能够很好地应用到线性奇异时滞系统的设计中。

基于交互式多模型的飞控系统容错控制研究

针对飞控系统故障引起的参数跳变问题,提出一种基于交互式多模型飞控系统容错控制方法,该算法建立在多个辨识模型和最优二次型控制、特征值配置的基础上。首先,根据作动器故障参数模型设计一系列并行的辨识模型,每个模型对应一种故障;然后,分别采用最优二次型控制和特征值配置的方法设计对应于正常模型和故障模型的控制器;最后,基于交互式多模型方法对飞控系统进行实时故障隔离与重构。通过某型飞机横侧向飞行控制系统仿真表明,在执行器严重受损的情况下,飞机仍能保持良好的性能。