考虑能控能观性的配电二次设备优化配置模型与评估方法

新型电力系统背景下,配电网控制与观测难度显著提升。然而,现有的配电网能控能观性研究以及相应的配电二次设备规划模型难以满足配电网实际控制与观测的需要。为此,提出了基于能控能观分析的配电二次设备优化配置模型与评估方法。首先,提出了配电网能控能观性及相关指标的完整数学定义。其次,构建了能控能观需求-状态变量的映射集合。最后,提出了配电二次设备的优化规划模型及多维评估方法。算例分析表明,所提规划模型及评估方法以最小的经济成本实现了综合效益的最大化,具备可行性与有效性。

一类切换线性系统的能控能观性简易判定方法

开关变换器这类周期型切换线性系统在一个周期之后是能控能观的。文中针对已有文献给出的判定方法存在过于复杂、不易理解的缺点,以不连续导电模式下Buck开关变换器为研究对象,提出了一种基于线性代数矩阵基本理论的简易判定方法。与以往的判定方法比较,该方法不仅具有概念清晰、易于理解等特点,同时还具有广泛的普适性,可应用于其他开关变换器中。

基于LQR控制的三级倒立摆系统稳定性分析

倒立摆系统是研究控制理论的一种典型的实验装置。本文通过建立三级倒立摆的非线性数学模型,分析了三级倒立摆能观性和能控性,以及系统本身的不稳定性。通过正确设置矩阵Q的值,成功实现了基于LQR控制算法的倒立摆控制。分析仿真结果,得出LQR控制算法的不足。

基于结构物理特性的不规则建筑抗震控制的传感器布置

结构控制在土木结构抗震中的应用已经在各种文献中有广泛的研究。本文介绍一种对三维不规则隔振建筑进行结构控制的传感器布置法。该法充分利用了结构的各种物理特性,如通过系数矩阵建立不同位置输入输出的结构状态空间方程;通过模态坐标变换,把方程改写成一种模态坐标表示的、物理意义更清晰的形式,使控制力更小更有效;利用能控性和能观性性质,构造了一个位置指数,用以衡量传感器布置,使较少的传感器更有效地捕获并反馈结构的响应信号,等。地震波输入和结构的响应验证了方法的有效性。

基于事件的控制理论研究及其应用

基于事件的规划与控制系统是以非时间运动参考变量作为系统的描述参数,其相关理论内容包括系统的稳定性分析、能控能观性分析等都需要深入研究。针对某一类输入仿射非线性系统,利用非线性系统的反馈线性化理论证明基于事件控制的能控性问题,并在此基础之上利用非线性微分几何理论的能控分布和能观协分布基本概念研究非完整约束系统的基于事件控制的能控能观性问题。以两轮差动移动机器人为应用对象,进行相关分析工作。进行仿真,比较基于时间控制和基于事件控制的方法在时延系统中的控制效果,仿真结果表明基于事件控制能有效地克服系统随机时延带来的影响,在时延系统中明显优于基于时间的控制。

砂浆泵节能调速控制研究

为了解决砂浆泵的流量控制问题,建立了砂浆泵流量控制系统的数学模型,并对控制系统的静态性能和动态性能进行了分析。将BP神经网络的智能控制算法用于砂浆泵的流量控制系统中。为了得到最佳的数学模型,运用了极点配置的优化方法,并且运用Matlab/Simulink软件对流量控制系统的性能进行了仿真。最后经过实验证明该控制方法使砂浆泵流量控制系统的控制性能得到很大的提高,表明该控制方法是可行的,可以对砂浆泵的流量起到精确的控制作用,满足生产过程的要求。

MATLAB在“现代控制理论”实验教学中的应用

对现代控制理论中的系统建模、能控能观性及系统的实现等几个经典解析问题进行MATLAB仿真,并分析结果.

有约束复杂随动被控对象理论分析与模型建立

本文研究缘于医疗康复领域的需求,帮助一些运动机能受损的患者部分恢复生活自理能力。针对这一问题,本文提出建立一种以神经康复为背景并符合日常场景的被控任务。分别从基于达朗伯原理的动静法和动态临界能量两个角度进行理论分析,针对日常生活中常见的移动水杯并无液体溢出这一实际过程提出了概念化的"碗-球"动态复杂系统,并依据平衡方程和动力学普遍方程(欧拉-拉格朗日方程)建立了该被控对象的数学模型,得到动态微分表达式、传递函数和状态空间方程,揭示了系统内部的运动状态,为此被控任务的实现提供理论基础。并进一步对该被控对象的能控性及能观性进行分析,结果证明了本系统的外界输入量对系统状态具有很高的控制能力以及输出量对状态具有很好的反映能力,为神经康复研究提供了一个新的研究对象。

基于矩阵束的电力系统小干扰稳定性分析模型及其特征分析方法

当前电力系统小干扰稳定性分析普遍使用基于增广状态矩阵描述的线性化模型。然而,该模型的实现较为复杂,且编程繁琐,为后续的计算分析带来极大不便。鉴于此,本文提出了一种基于矩阵束的新型电力系统线性化模型,并给出了建立在新模型上的特征值求解的位移逆变换稀疏实现方法、灵敏度求解、能控能观性分析等多个特征分析技术。新模型易于建模和编程,具有更好的稀疏性,适合大规模电力系统的小干扰分析。最后结合典型系统算例验证了该模型的正确性。

三自由度弹簧质量系统的建模及性能分析

基于现代控制理论、机械振动与结构振动相关理论,以无阻尼三自由度质量弹簧系统为对象。以第一牛顿定律为理论基础分析了物体的受力,从控制的角度绘制了系统的模拟结构图,反应了系统全部独立变量的变化及其相互间的关系,揭示了系统的内部特征,并分析判断了系统既能控又能观,进一步认识了系统的内在性质。采用主振型法研究了系统的动态特性,计算了系统的固有频率,主振型及位移响应。

广义系统中的非动态变量

本文深入考察了广义系统的特有现象——非动态变量及其在系统等价、能控能观性和实现问题等方面的影响,得到了一些新见解和新结果。

格拉姆矩阵判据的推广及应用

对于运筹学与控制论专业或者控制理论与控制工程专业的研究生而言,《线性系统理论》是其了解与学习控制思想的入门课程.而线性时不变系统的能控能观性是该课程最简单,却又最重要的部分.根据系统动态特性,现有的能控能观性判据可以分为连续型和离散型两种基本类型.本文基于时标理论,提出一种统一形式的能控能观性判据,其不仅包含连续型与离散型,也包含其他复杂类型.该统一形式能帮助学生更好地理解和掌握能控能观性判据.

用于离散时间模型降阶改进的最小信息损失方法

针对最小信息损失方法进行模型降阶时结果不惟一的问题,提出了用于离散时间系统模型降阶改进的最小信息损失方法。本方法通过限制系统采用输出正规模型,将系统的能观性格兰姆矩阵限制为单位矩阵,从而使系统的总信息损失达到最小,保证了降阶结果的惟一性,并通过仿真进行了验证。

Strong (Weak) Exact Controllability and Strong (Weak) Exact Observability for Quasilinear Hyperbolic Systems

In this paper,the authors define the strong (weak) exact boundary controllability and the strong (weak) exact boundary observability for first order quasilinear hyperbolic systems,and study their properties and the relationship between them.