混合动力系统稳定性研究

采用Buck/Boost电路作为双向DC/DC变换器的基本拓扑,基于平均变量法建立双向DC/DC变换器的等效模型,求解推导双闭环控制策略下DC/DC变换器的闭环阻抗。绘出列车正常运行时在不同速度下的闭环阻抗波特图及阻抗比奈奎斯特曲线图,根据级联系统的阻抗稳定性判据,分析各速度下系统稳定性,并搭建仿真模型进行验证。分析了Boost电路中电感、电容参数值对系统稳定性的影响,以此为依据提出引入虚拟电容提高系统稳定性的改进方案,并根据稳定性判据及仿真结果验证了改进方案的有效性。

纯电动汽车充电机输出阻抗特性

纯电动汽车充电机与汽车动力电池构成级联式供电系统。充电机的输出阻抗是随频率变化的函数,动力电池也在不同频率下表现出不同的阻抗特性。为了在充电过程中充电机与动力电池组成的系统能够稳定工作,必须保证充电机输出阻抗与电池输入阻抗的比值满足奈奎斯特稳定性判据。以纯电动汽车充电机的输出阻抗为研究对象,建立充电机动态线性小信号模型,通过仿真分析输出阻抗特性随直流工作点,输出滤波器等效串联电阻,控制环路特性的变化规律,并用实验证明了理论分析的正确性,为充电机输出输出阻抗的设计提供了依据。

单路径导引的车式移动机器人协同编队控制

针对含有模型不确定性和未知外部扰动的车式移动机器人集群,本文设计了一种分布式协同编队控制器,通过单条参数化路径导引,实现了车式移动机器人协同编队运动.本文首先在运动学层级设计了基于领航–跟随策略的队形制导律和路径更新律,其次在动力学层级设计了前向速度和姿态角控制律,通过线性扩张状态观测器估计并补偿系统模型中的非线性部分,消除参数摄动和外部扰动造成的不利影响,然后通过级联系统理论证明了闭环系统的输入到状态稳定性,最后通过数字仿真和加热机群实验结果验证了本文控制器的有效性.

智能船舶路径跟踪自抗扰模型预测控制

针对智能船舶在航行过程中为抵抗多源时变环境干扰与模型不确定性的影响,常引起控制力发生突变,致使执行装置难以响应、船舶无法准确跟踪期望路径的问题,提出了一种自抗扰模型预测控制算法.该方法基于自抗扰控制思想,设计修改型扩张状态观测器(MESO)对系统的状态和总未知扰动进行估计,并基于估计值设计鲁棒补偿的模型预测控制算法(RC-MPC).本文方法基于MESO,将复杂的船舶路径跟踪系统转化为含有干扰的线性仿射系统;同时,为避免鲁棒模型预测控制导致结果保守,设计了观测误差鲁棒补偿算法,提高了控制器的干扰抑制能力,增强了系统对模型失配的鲁棒性.结果证明了该自抗扰模型预测控制级联系统具有全局一致渐近稳定性,仿真实验验证了算法的有效性.