一类基于观测器的随机端口Hamilton系统的输出调节

研究一类含匹配干扰的随机端口Hamilton系统的输出调节问题,提出了一种基于观测器的输出调节方法.首先,利用随机端口Hamilton系统的耗散结构和内模原理,设计基于观测器的调节器,保证闭环系统依概率渐近稳定且追踪误差渐近收敛.在此基础上,对同时含匹配干扰和外部干扰的随机端口Hamilton系统,给出基于观测器的鲁棒调节器.这些输出调节方法能保证随机端口Hamilton系统的耗散结构,将系统的输出调节问题转为稳定性问题,从而避免求解调节器方程及Hamilton-Jacobi-Issacs不等式.数值结果表明这些输出调节方法是有效的.

基于Hamilton多智能体系统的风力发电机组协同控制

针对风力发电复杂非线性系统,研究变风速条件下实现最大风能捕获。考虑风力发电系统的非线性因素,建立了每个风力发电机的Hamilton模型。基于多智能体一致性方法,采用互联有向图表征多风力机之间的通信联系;设计了预置控制器,将领导者风力发电机稳定到期望的平衡点以实现最大风能捕获;设计了一种领导—跟随一致性控制协议,以实现跟随者多风力发电机之间以及与领导者风力发电机的协同控制。仿真验证了所提控制策略的有效性和优越性。当某风力发电机发生通讯中断后,经过0.7 s的调整便跟踪上领导者风力发电机,波动最大值为1 rad·s^(-1),且所有风力发电机都实现了最大风能捕获。

航天器多端口电源控制器拓扑推演和优化方法综述

电源控制器需要完成输入、储能和输出端口功率之间的控制,随着更多不同类型能源接口的加入,具有高功率密度、高效率和其他高性能的多端口变换器成为电源控制器的理想解决方案,其拓扑是实现航天器供配电功能的重要基础。文章针对航天器多端口电源控制器拓扑结构电路应用和任务专项需求,对多种拓扑推演方法和拓扑主要性能优化措施进行详细的调研和总结;在此基础上提出拓扑结构设计重点发展方向,例如归一化的拓扑推演流程、完善的电路拓扑性能优化方法和基于总体角度的电源控制器设计思路。上述研究结果可为更远距离空间探测、更大规模航天器供配电系统建造和航天任务中新型能源管理设计提供参考。

基于Hamilton系统理论的直流配电系统镇定控制

随着分布式发电及电动汽车的大规模接入,直流配电系统中的随机因素日益增加,直流源荷设备的随机性扰动以及交流线路参数、滤波电容参数的不确定性都会影响到系统的稳定性。建立了直流配电系统随机动态模型,提出了基于Hamilton系统理论的随机稳定控制方法,设计了预反馈控制律及镇定控制器,搭建了仿真及实验系统,并对比了加入镇定控制器前后的系统动态特性及稳定性,仿真和实验结果表明,所设计的镇定控制器能够抑制随机扰动产生的振荡现象,提高系统的动态特性及稳定性。

双端口存储器读写控制专利技术现状

相关技术概述随着计算机应用领域的不断扩大,计算机设备需要处理的信息的数量也越发的增大。与此同时,对于计算机中的存储设备的要求,无论是从工作速度,还是从其容量方面的要求,也都越来越高。此外,随着技术的发展,CPU、I/O设备的数量也随之增多。如在多处理器系统中,不同的处理器之间如何对于数据实现共享和交换,这已经逐渐成为多处理系统的发展难题。而存储器同样存在多种类型,单端口存储器和双端口处理器是目前主流的存储器类型,单端口的处理器并没有办法为多处理器系统中的处理器同时提供读写控制。因此,多处理系统中,双端口存储器是实现其多个处理器之间数据的快速访存的重要工具之一。而鉴于此,如何提高存储设备的访存速度计算机系统中的发展瓶颈之一。

基于Hamilton理论的广域非线性时滞多机电力系统的稳定与控制

针对非线性时滞多机电力系统,将局域信号与远程信号都纳入控制器设计中,根据全局条件下信号时滞的差异性,建立广域时滞非线性多机电力系统的端口可控Hamilton(PCH)模型。该模型以汽门开度为控制量,考虑了扰动给系统带来的影响。以此模型为基础,针对某个形式的H函数给出了含有该H函数作为部分能量函数的Lyapunov泛函及一系列相应的稳定条件。通过"能量整形"技术,将一般电力系统的PCH模型转化为具有特定形式H函数的PCH模型,并应用给出的稳定条件设计相应的全状态反馈控制。最后以3机9节点系统为例,以时域仿真的结果验证了扰动下非线性时滞控制器的有效性。

考虑随机扰动的直流配电系统宽频振荡镇定控制

随着新能源以及电动汽车等大量接入直流配电系统,源网荷储诸多的随机扰动易引发系统不同频率的电压振荡。文中提出基于Hamilton系统理论的随机镇定控制方法,建立基于下垂控制的直流配电系统随机动态模型,反映直流配电系统多时间尺度特性,推导出Hamilton能量函数,设计了直流配电系统宽频镇定控制器。通过仿真及硬件在环实验设置低频、中高频的扰动,验证了所设计镇定控制器的有效性,能够抑制随机扰动产生的宽频振荡现象。

基于Hamilton系统理论的结构保持多机电力系统非线性励磁控制

基于广义Hamilton系统理论,提出了将非线性微分-代数系统表示为广义耗散Hamilton系统的实现方法,并证明可通过适当的控制策略镇定该动态系统。文中应用Hamilton实现方法进行了结构保持多机电力系统的非线性励磁控制器的设计,仿真结果验证了文中所提出方法的正确性和控制策略的有效性。

基于Hamilton理论改善多机系统暂态稳定性的励磁与SVC协调控制

基于伪广义哈密尔顿(Hamilton)理论设计了一般仿射非线性系统的镇定控制器,进而将包含静止无功补偿器(SVC)和发电机励磁的多机系统表示为伪广义Hamilton形式,该系统考虑了转移电导和SVC动态过程的影响。从能量的观点出发,利用鲁棒L2方法设计了发电机励磁和SVC非线性协调控制策略,并将该控制策略表示为易于量测和实施的形式。最后将所设计的协调控制策略与传统的独立分散控制进行对比,对3机9节点系统的仿真结果证明了所提设计方法的正确性和有效性。

基于多端口DC/DC变换器的混合储能系统自适应能量控制策略

研究了一种基于多端口DC/DC变换器(multi-port DC/DC converters,MPC)的混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS),并将其应用于直流微电网。针对脉动负荷功率突变对直流母线电压及蓄电池组正常运行造成剧烈冲击的问题,提出了一种基于移动平均滤波算法的自适应能量控制策略(adaptive energy control strategy,AECS)。首先,通过移动平均滤波算法将脉动负荷功率进行滤波,由蓄电池组承担平缓的功率变化,而由超级电容器补偿瞬时的功率突变,从而优化蓄电池充放电过程,延长其使用寿命;其次,引入超级电容端电压自适应控制,将超级电容端电压稳定在参考值附近;并对蓄电池组端口采用能量流均衡控制,使各蓄电池组荷电状态(state of charge,SOC)趋于一致。通过仿真和实验,验证了所提出的能量控制策略的有效性。

风力发电系统的Hamilton建模及其无速度传感器控制

本文研究了基于端口受控Hamilton(port-controlled Hamiltonian,PCH)模型的永磁同步风力发电系统的无速度传感器控制问题.首先根据风力发电系统本身的物理结构特性,建立其端口受控Hamilton结构模型,然后基于此模型设计了系统的全维状态观测器,得到系统的速度估计,从而实现了系统无速度传感器控制.在控制器设计中还考虑了系统存在参数不确定情况下的自适应控制问题,以及在控制器设计中用状态量的估值直接替代不可测状态量时存在的误差问题.最后仿真实验证明了控制器的有效性.

基于Hamilton能量整形的多机电力系统励磁控制

基于广义Hamilton理论,提出将非线性微分-代数系统表示为一种改进的Hamilton系统的实现方法。通过重构结构矩阵,对所提系统的Hamilton函数进行能量整形,给出了镇定控制器的设计方法。以此为基础,研究了结构保留多机电力系统的Hamilton实现问题,运用能量整形方法,提出了可作为系统Lyapunov函数的Hamilton能量函数,并设计了可镇定该系统的励磁控制器。仿真结果证明了所提方法和控制策略对提高电力系统暂态稳定的有效性。

多端口分布式光伏接入直流配电系统整体故障穿越协调控制

因新能源渗透率高,多端口光伏分布式接入直流配电系统在并网换流器交流送出线路发生故障时应具备故障穿越的能力。然而,并网换流器与光伏直流变压器的容量、控制方式不同,即使两者在故障穿越期间可以相互高速通信协调,但是由于不同换流设备功率调节响应存在差异,直流母线电压容易发生较大波动,进而导致整个系统脱网。为此,提出了基于光伏端口电压调节的变功率控制方式,对直流配电系统有功功率进行动态补偿,可使直流母线电压快速恢复至额定运行点,解决交流故障导致的直流母线电压大范围波动问题,并给出了调节系数的整定与电压触发阈值的选取方式,从而实现可靠的故障穿越。PSCAD仿真结果表明,与传统控制策略相比,所提方法在不同故障程度、系统在交流故障前运行在不同有功功率的情况下,光伏电站均能有效且快速调节有功功率,避免了直流配电系统中换流器闭锁,保障了并网换流器故障穿越的实现。

航天用非隔离集成三端口变换器的建模与控制系统设计

航天器电源系统中,集成化变换器可减少模块数量、缩减电源体积,得到了广泛研究。本文基于一种非隔离的集成三端口变换器,分析其工作原理并提出多模式控制策略,实现太阳电池阵端口、蓄电池端口、母线端口之间的功率平衡和对被控量的调节作用。非隔离的集成三端口变换器存在多种工作模式,并且控制环路相互耦合,其建模与控制系统设计复杂。本文采用状态空间平均法建立了集成三端口变换器在不同工作模式下的小信号数学模型,并在此基础上提出补偿器的设计方法。最后,采用仿真及实验验证多模式控制策略及控制系统设计的可行性。

基于伪广义Hamilton理论的电力系统时滞反馈励磁控制

广域测量信号的使用已使得电力系统成为时滞系统,反馈控制信号的时滞性对系统稳定性具有重要影响。为此,利用Pade近似方法,将反馈控制的时滞环节转换成微分方程,将显含的时滞环节隐含在系统的动态微分模型中,研究计及反馈时滞和转移电导的多机电力系统,将其表示成伪广义耗散Hamilton系统形式。利用伪广义耗散Hamilton系统理论和控制方法,结合电力系统的实际运行特点,得到计及广域反馈信号传输时滞的电力系统励磁控制律。IEEE 9节点系统的仿真结果表明,在计及时滞影响下所设计的发电机励磁控制器具有良好的控制效果。

基于Hamilton系统方法的VSG控制研究

由于分布式电源的输出功率间歇性和波动性,传统电力电子逆变设备的低惯性和欠阻尼特性可能对电网稳定性带来不利影响,为了提高系统维持稳定性和抑制振荡所需的惯性和阻尼,利用考虑汽门与励磁协调控制的三阶同步发电机模型,设计了基于耗散Hamilton能量控制的虚拟同步发电机控制。并将ADRC技术运用到虚拟同步发电机控制中来消除控制系统内部的电压电流控制耦合项。最后,利用Dig SILENT/Power Factory仿真软件仿真分析并验证了所提的控制算法可以明显提高系统鲁棒性、抑制振荡、提供虚拟惯性和正阻尼以及消除参数摄动和耦合。

基于Hamilton能量函数含TCSC的电力系统非线性控制

采用Hamilton能量函数理论设计非线性控制器的方法,设计了晶闸管控制的可控串联补偿电容器非线性控制器,并以单机无穷大系统为例进行了仿真试验。仿真结果表明,所提出的控制方法可以提高系统的暂态稳定性,并能较好地适应系统运行方式的变化。

Hamilton系统的鲁棒自适应控制及在航天器中的应用

针对带有参数不确定性和受外干扰影响的多输入多输出Hamilton系统的跟踪控制问题,提出一种基于动态逆和扩张状态观测器的抗饱和鲁棒自适应控制方法。针对标称模型设计了基于动态逆方法的控制器,采用基于投影算子的自适应律和扩张状态观测器,分别对系统中的不确定参数和外干扰进行估计和补偿,同时,采取动态补偿器降低执行器饱和对控制性能的影响。采用提出的设计方法,对航天器存在转动惯量参数不确定性、外干扰和执行器饱和的姿态控制问题进行了仿真验证,仿真结果表明了该方法能保证良好的控制性能和较强的鲁棒性。

广义Hamilton(控制)系统的离散梯度积分法

对于广义Hamilton系统及广义Hamilton控制系统,基于能量的Hamilton函数,用离散梯度方法给出了系统保持Hamilton函数特征的数值解法,证明了积分方法可有效地保持Hamilton函数随时间的变化率。通过算例说明了本文方法的有效性。

输入受限情况下基于Hamilton系统的风力发电机组协同控制

针对风力发电复杂非线性系统,在输入受限情况下,研究风力机如何实现变风速运行下的最大风能捕获,使其工作在最佳功率曲线,以提高风能利用率,并探究多风力机的协同控制问题。建立风力发电复杂非线性系统的Hamilton模型,设计预置控制器实现风力机的最大风能捕获。基于非线性扇区法的饱和函数处理方法,设计一种无记忆状态反馈控制器,实现多风力机的协同控制。实验结果表明在变风速运行且输入受限的情况下,风力发电机组能保持在期望的转速下运行,既实现了变风速条件下的最大风能捕获,又实现了抗输入饱和情况下的多机组协同控制。