自储能多端背靠背柔直投影自适应指令滤波反推控制

为提高自储能多端背靠背柔直系统控制性能,提出一种自储能多端背靠背柔直投影自适应指令滤波反推控制算法。首先建立系统数学模型,分析系统的工作原理。然后采用反推法设计系统控制器,实现直流电压的稳定和有功无功功率的快速独立控制,同时引入约束指令滤波器来解决反推控制的微分膨胀和控制饱和问题,并设计补偿信号解决滤波器的误差问题,引入自适应投影算子保证系统对不确定参数的鲁棒性,基于Lyapunov稳定性理论设计系统的控制律,提高系统的抗干扰能力,实现整个系统的渐进稳定。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,与传统PID控制算法、指令滤波反推算法进行比较,仿真结果表明投影自适应指令滤波反推控制具有更好的鲁棒性与动态响应性能。

带指令滤波的直驱永磁风机自适应反推积分滑模控制

针对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪问题,提出一种带指令滤波的自适应反推积分滑模控制器。构造了直驱式永磁风力发电系统的非线性模型。基于反推法设计控制器,并引入二阶滑模微分器充当指令滤波器,避免传统反推控制中计算膨胀和控制器饱和问题,并针对滤波误差设计补偿信号。考虑系统运行过程中参数的变化和系统未建模部分的影响,引入投影自适应算法提高系统的动态性能,并确保自适应估计值是有界的。同时为提高系统的鲁棒性,引入积分滑模控制,利用李雅普诺夫方法证明了系统的稳定性。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。与传统PI控制、指令滤波反推控制器相比,所设计控制器具有更好的响应速度和鲁棒性。

带有指令滤波的电力弹簧系统反步控制

针对新能源发电系统因间接性和不确定性导致的电压波动问题,文中首次将反步控制策略应用于电力弹簧(electric spring,ES)系统,并提出一种带有指令滤波的ES反步控制策略。根据ES的数学模型利用反步法设计控制器,并加入指令滤波器,以解决ES反步控制中的计算膨胀问题,同时设计误差补偿信号,并利用Lyapunov稳定性理论验证系统稳定性。通过仿真模拟新能源发电系统网侧电压波动时,ES对关键负载(critical load,CL)电压稳定的效果,以及不同系统参数对文中控制策略的敏感性分析。与传统的比例积分(proportional-integral,PI)控制对比,CL电压动态响应速度提高0.07 s,CL电压畸变率降低31%,参数敏感性分析中CL电压最大偏差率为0.318%,能承受的最大电压幅值波动范围提高52.9 V。仿真结果验证了文中所提出的控制策略具有响应速度快、谐波含量低、抗干扰能力强的优势。

考虑边端效应的直线感应电机投影自适应指令滤波反推控制

针对考虑边端效应的直线感应电机精确位置跟踪问题,设计一种基于间接矢量控制的投影自适应指令滤波反推控制器.首先,给出间接矢量控制下考虑边端效应的直线感应电机模型;其次,运用反推法设计控制器,同时采用限幅的指令滤波器处理反推法中计算膨胀和控制器饱和问题,并对指令滤波器产生的滤波误差设计补偿信号;然后,基于李雅普诺夫稳定性理论设计自适应律,估计直线感应电机控制系统中的不确定参数(移动物件的总质量、粘滞系数、外部的负载扰动),并引入投影算子保证估计值的有界性;最后,将所设计的控制器分别与传统PID控制器、指令滤波反推控制器对比.仿真结果表明,所设计的控制器具有更强的动态性能、抗干扰性及鲁棒性.

基于VIENNA永磁风电系统的自适应反推控制研究

针对永磁同步电机存在非线性项的不确定性以及系统参数摄动产生的不利影响,提出一种基于VIENNA永磁风电系统的自适应反推控制策略。采用VIENNA整流拓扑实现整机功率密度的最大化,降低谐波干扰,提升系统的可靠性。通过自适应反推控制得到系统控制律和参数自适应律,解决了系统的非线性,实现了对定子电阻和负载转矩的参数自适应,从而提高了系统的抗干扰能力。仿真结果表明,该控制系统具有较强的鲁棒性。

基于指令滤波的直驱永磁风机自适应有限时间反推控制

为解决额定风速以下直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪控制问题,提出一种基于有限时间指令滤波的自适应反推控制器。建立了直驱式永磁同步风力发电系统的动力学模型。引入高阶滑模微分器作为指令滤波器,并设计滤波补偿信号,解决了传统反推法中“计算爆炸”和控制器饱和问题,并保证有限时间收敛。使用自适应算法克服参数变化和系统未建模部分的影响,增强系统鲁棒性。利用Matlab/Simulink建立仿真模型,验证了控制器的有效性,与传统PI控制和反推控制器相比,克服了参数不确定性的影响,并具有更快的响应速度。

基于自适应指令滤波反推的多电机同步控制

在多电机系统中,电机在运行过程中发热会引起参数的变化。解决参数不确定性对控制的影响,对如何更好地控制多电机之间的同步,具有非常重要而现实的意义。针对地线巡检机器人多电机运行时,参数变化导致的速度不匹配问题,在相邻交叉耦合多电机同步控制结构的基础上,采用自适应反推控制算法,将其与指令滤波相结合,更好地提高了系统的抗扰动性能和同步性能,达到系统所需要的控制需求。在Simulink平台中对所设计的控制策略进行仿真并将其应用于工程项目中,结果表明该控制策略响应速度快,鲁棒性好,能有效地提高系统的抗扰动能力和同步性能。

基于指令滤波的电液伺服系统自适应反步控制

针对电液伺服位置系统存在参数不确定性、外部扰动和输入饱和的问题,提出一种基于指令滤波的自适应反步控制方法。该方法通过引入辅助系统,解决了输入饱和的问题;在自适应反步控制器设计过程中,利用指令滤波器避免了传统反步控制的计算膨胀问题;采用模糊自适应方法来处理系统中的未知非线性部分。理论分析结果表明,所设计的控制器能够保证闭环系统有界稳定,跟踪误差满足H_∞性能。最后对某650 mm轧机电液伺服位置系统进行仿真研究,仿真结果验证了所提方法的有效性。

时变系统具有MT-滤波器的反推自适应控制

研究线性时变系统具有 MT-滤波器的反推自适应控制问题。给出了具有 MT-滤波器和σ修正自适应律的反推自适应控制器的设计 ,分析了闭环系统的稳定性和跟踪性能。同已有文献相比 ,难点在于误差系统的构造 ,并且稳定性的证明更加复杂。

基于非线性扰动观测器的PMLSM自适应反推分数阶积分滑模控制

为提高永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度,克服其易受外部扰动、参数变化、摩擦力等不确定因素影响的问题,本文提出了一种基于非线性扰动观测器(NDO)的自适应反推分数阶积分滑模(ABFOSMC)控制方法.首先,对PMLSM建立动态数学模型.其次,针对PMLSM的非线性特性,采用反推控制设计虚拟控制函数,实现系统位置的精准跟踪,并结合分数阶积分滑模控制方法增强系统的鲁棒性.最后,引入NDO估计系统不确定性,将观测结果动态补偿到ABFOSMC中,有效降低不确定性因素对系统伺服性能的影响,提高位置跟踪精度.实验结果显示,所提出的方法切实可行,有效提高了系统鲁棒性能和跟踪性能.

具有不确定控制增益严格反馈系统的自适应命令滤波控制

针对一类具有不确定控制增益的严格反馈系统,提出一种基于命令滤波反推技术的自适应神经网络控制方法.该方法采用神经网络对系统中的未知非线性函数进行逼近,并引入命令滤波反推技术克服“计算膨胀”的问题.与现有的命令滤波反推控制文献相比,本文通过构造自适应误差补偿系统,同时消除滤波器产生的边界层误差和不确定控制增益对系统性能造成的影响.仿真结果验证了所提控制方法的有效性.

串级连续搅拌反应釜的模糊自适应命令滤波离散控制

针对串级连续搅拌反应釜系统,提出了一种基于命令滤波技术的模糊自适应离散控制方法。利用欧拉法对串级连续搅拌反应釜系统的数学模型进行离散化处理;引入命令滤波技术应对控制器设计过程中由反步法引起的非因果问题和“计算复杂性”问题;借助模糊自适应控制和命令滤波相结合的方法简化控制器设计过程,缩减控制系统的在线计算量;利用差分李雅普诺夫函数证明闭环系统的稳定性;MATLAB仿真结果验证了所设计的控制器是有效可行的。与串级连续搅拌反应釜的现有连续控制方法相比,该控制策略具有更好的直观性和可实现性;与现有离散控制方法相比,该控制策略具有控制器结构简单、计算复杂度低、超调量小、控制输入量易实现等优点。

严反馈系统的指令滤波自适应反步法控制

针对控制方向未知和参数不确定/非参数化不确定下的非线性严反馈系统,论文研究一类指令滤波自适应反步法,避免传统反步法中虚拟控制的解析求导过程,解决传统反步法中“计算膨胀”问题。综合指令滤波反步法、滑模积分滤波器、非线性小增益定理和Nussbaum函数,设计满足输入状态实用稳定性条件(ISpS)的自适应控制策略。为严反馈系统的稳定跟踪控制提供一类简洁有效的控制思路。基于机翼摇晃模型实现了数值仿真,验证所提出控制策略的有效性。

基于输出反馈的电液作动器自适应指令滤波控制

针对电液作动器跟踪控制中存在的结构化和非结构化的不确定问题,本文提出了一种输出反馈自适应鲁棒指令滤波跟踪控制方法.该方法结合了改进的LuGre摩擦补偿技术和自适应鲁棒指令滤波控制技术.自适应法则用来处理结构化不确定性;控制器鲁棒设计用来解决非结构化不确定性.除了位置信号外,速度、压力和摩擦力值均来自观测器,来自观测器的模型误差通过鲁棒设计进行补偿.指令滤波控制技术用来解决经典反步控制中固有的"复杂性爆炸"问题.控制器可以保证系统渐进稳定.通过对比实验证明了该方法在跟踪性能上的有效性.

一类量化非线性系统的指令滤波反推控制器设计及其在车辆悬挂系统中的应用

针对1类具有量化输入信号的非线性系统,设计了其指令滤波反推控制器,并利用Lyapunov稳定性理论,分析了闭环系统的稳定性,证明了指令滤波反推控制器能够有效地简化积分反推控制器设计时对虚拟控制求偏导的计算,特别是当系统的阶数比较高时,优势会更加明显,表明指令滤波反推控制器比积分反推控制器更适用于实际控制系统。最后,将理论分析结果应用于车辆的主动悬挂控制系统,并进行仿真验证,实验结果验证了本文所提控制算法的有效性。

一种基于MT-滤波器的连续自适应反推控制的数字实现方法

研究了基于MT-滤波器的连续自适应反推控制的数字实现问题.首先用δ-算子将连续系统离散化,利用MT-滤波器和反推设计方法给出了自适应反推控制器的设计,然后分别分析了离散和混杂自适应控制系统的稳定性和跟踪性能.同已有文献相比,本文的主要工作在于:1)基于MT-滤波器的离散自适应反推控制器的设计;2)误差系统状态向量的构造.由于MT-滤波器的阶次比K-滤波器的阶次低,因此,误差系统的构造更加复杂,这也使得适应系统的稳定性分析更加困难.

基于反推自适应控制的永磁同步电机摩擦力矩补偿策略

非线性摩擦力矩使永磁同步电机在低速运行时出现爬行现象,严重影响电机低速性能。根据永磁同步电机数学模型及LuGre摩擦力矩模型,引入虚拟控制器概念,从转速方程出发,结合自适应控制和反推设计法,设计反推自适应转速控制器和电流控制器;通过对摩擦力矩和负载力矩进行分离,实现对摩擦力矩的针对性补偿。采用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论对反推自适应转速控制器和电流控制器进行稳定性分析,得出使系统稳定的控制器参数取值范围。对所提出的控制器进行仿真分析和实验验证,结果表明新控制器对摩擦力矩有一定的补偿作用,可缓解电机低速转速的脉动现象。在满足系统性能指标的同时,可以有效削弱摩擦力矩对永磁同步电机低速运行性能的不利影响。

反推自适应控制的发展及应用

反推自适应控制是当前自适应控制理论和应用的前沿课题之一,在航空航天等高技术领域有着广阔的应用前景.近年来,在处理线性和某些非线性系统时,该方法在改善过渡过程品质方面展现出较大的潜力,已应用于飞机及导弹等的控制.在此介绍了反推自适应控制的基本思想和方法,该领域国内外研究现状和工程应用情况,讨论了其存在的问题及可能的研究方向.

直驱泵控缸系统建模及自适应反推滑模控制

针对电机泵驱动的泵控缸伺服系统随工况变化而存在参数摄动和负载扰动的问题,提出一种改进自适应反推滑模控制策略。由于该泵控缸数学模型中控制量前具有在零点非连续不可导函数sgn(u),通过等效变换实现了对系统模型化简,有效解决了控制器设计过程中部分函数不可导的难题。采用积分滑模与反推法相结合的复合控制策略,有效地削弱参数慢时变和负载力扰动的不良影响,并通过选取合适的Lyapunov函数,保证了整个系统的渐近稳定性。仿真结果表明,该控制策略具有良好的动静态性能和强鲁棒性。

带有指令滤波的孤岛分布式能源系统反步控制

针对分布式能源(DER)的微电网系统处于孤岛运行模式时,因负载产生扰动导致输出电压难以保持稳定的问题,设计了一种基于矢量控制的指令滤波反步控制器;给出了孤岛DER系统的结构及数学模型,对该模型利用反步法设计了控制器,并加入指令滤波器,意在解决反步控制中的计算膨胀问题;利用Lyapunov稳定性定理验证了系统的稳定性,并通过仿真观察此控制器在不同负载情况下的控制效果。仿真结果显示,系统的输出电压在不同类型负载情况下都能对参考电压保持良好的跟踪,验证了此控制器的有效性。