基于输入输出线性化的三电平Boost PFC控制策略

针对传统双闭环控制动态调节时间过长的问题,提出了一种基于输入输出线性化的三电平Boost PFC变换器控制策略。首先,分析了三电平Boost PFC变换器的工作模态,建立了状态空间方程;然后,推导出三电平Boost PFC变换器输入输出非线性模型,判断线性化的可行性,进而对系统进行线性化;最后,利用经典控制理论设计控制器,并增加电压平衡控制,保证变换器的中点电位平衡。仿真结果表明:负载恒定时,输入电流可跟随输入电压相位变化并保持正弦波形,电流波形更为平滑;负载跳变时,电压电流调节迅速,输出电压除纹波稍有变化外,电压平均值保持恒定。证明了所提控制策略具备良好的动、静态特性及强鲁棒性。

基于输入输出线性化的船舶全局直线航迹控制

针对水面船舶直线航迹控制系统的非线性数学模型,基于输入输出线性化技术,给出了一类重定义输出变量和采用该输出变量的状态反馈控制律,并得到了保证系统全局渐近稳定的充分条件．数值仿真和模拟试验结果表明,所提出的充分条件能够保证船舶航迹控制全局渐近稳定,设计的控制律具有比较理想的控制效果．

不完全驱动船舶航迹控制输入输出线性化设计

针对船舶航迹保持控制系统模型中存在的非线性 ,建立了不完全驱动水面船舶直线航迹控制系统的非线性数学模型 ;基于输入输出线性化技术 ,采用重定义输出变量思想 ,提出了一种状态反馈控制律。该控制律克服了转首角速度不能为零及重定义输出变量中组成元素的收敛性不能保证的局限 ,使得偏航船舶能够渐近镇定于直线参考航迹 ,并以实习船为例 ,利用MatlabSimulink工具箱进行了计算机仿真研究 ,并对所提出的控制器进行了验证。结果表明 ,所提出的控制器具有比较理想的控制效果和良好的瞬态性能。

双馈感应发电机的输入输出线性化解耦控制

在双馈风力发电系统数学模型的基础上,提出基于输入输出线性化解耦控制的非线性控制策略。通过非线性坐标变换和非线性状态反馈,实现了双馈风力发电系统的输入输出线性化,达到了双馈感应发电机的有功功率、无功功率在稳态和动态情况下完全解耦的控制目标,提高了系统的动态性能,提升了响应速度,减小了功率纹波。所设计的非线性控制律仅与发电机电感的比值有关,提高了控制系统的参数鲁棒性。在7.5kW双馈风力发电测试平台上进行了验证,实验结果表明,双馈风力发电系统的输入输出线性化解耦控制策略优于传统的矢量控制策略。

基于自适应模糊与输入输出线性化的卫星姿态控制

将自适应模糊控制与输入输出线性化控制相结合,构成混合控制器,并将其应用于挠性卫星的姿态机动控制.给出了卫星姿态控制器的基本形式,分析了控制器参数的选取准则.在线调节自适应模糊控制器的参数,以补偿不确定性卫星的姿态跟踪误差.仿真结果表明,该控制算法通过在线学习能有效地克服挠性卫星的不确定性,具有较强的鲁棒性,从而有效地提高了挠性卫星的姿态控制精度.

一种基于自适应输入—输出线性化的无刷直流电机参数辨识方法

对基于理想换相的永磁无刷直流电机,在给出其单相等效模型的基础上,运用基于自适应输入—输出线性化(AIOL)方法,设计了适用于无刷直流电机的参数辨识与控制的电流控制器,来提高驱动控制系统对电机参数的自适应能力;此外,对辨识方法进行相应的改进。研究和仿真分析结果表明AIOL方法不要求各状态量解耦,参考模型中也不包含估计状态量,因而自适应律的导出较简单,并且使参数辨识与电机控制在一个框架内得到解决,更适合电机的运行控制;基于AIOL方法的改进参数辨识算法消除了待辨识参数变化互相耦合、相互抵消的负面影响,能够准确、稳定地估计电机参数,且系统的响应性能较好,易于工程实现。

基于输入输出线性化的深海潜标姿态控制

针对当前深海潜标水下不能主动调整姿态的问题,提出了一种基于矢量推进螺旋桨的主动姿态控制方法。首先,利用凝集质量法建立潜标缆索在深海环境中的运动模型,解算张力及缆索构型;然后,联立潜标六自由度运动方程,耦合缆索两端的边界条件,采用四阶龙格-库塔法解算获得潜标的运动要素与姿态变化;最后,针对潜标运动的非线性数学模型,提出了一种基于输入输出线性化的状态反馈姿态控制律,并编制Matlab程序进行仿真。仿真结果表明:该控制律能够使潜标姿态跟踪到参考姿态。

基于输入输出线性化的神经滑模航迹控制

针对现代船舶直线航迹控制过程中存在的非线性特性以及受风浪流等外界环境干扰和船舶运行参数的不确定性,设计了一种基于输入输出线性化的自适应神经滑模控制器,运用Lyapunov理论证明了所设计的控制器能够使整个船舶控制系统达到全局渐近稳定,以实习船为例,进行了仿真,结果表明:在标称参数下,所设计的控制器能够有效跟踪设定的直线航迹并抑制常规滑模控制器的抖振现象,在存在外部环境扰动以及参数摄动的情况下仍然能够达到较好的控制性能和指标,表现出强鲁棒性。

基于输入输出线性化SVR的船舶航迹控制

支持向量回归机(Support Vector Regression,简称SVR)是系统控制的一种新方法,相对于神经网络来说它的优势在于避免过学习、陷入局部极小点,获得全局最优解。结合输入输出反馈线性化理论,提出了反馈线性化SVR方法,采用交叉验证方法对SVR的参数进行优化,通过逆动态模型和逆误差补偿项的离线辨识,将辨识的逆模型作为控制器,设计出自适应逆控制系统。控制器应用到船舶航迹控制系统当中,在Matlab平台下,针对设定的航迹方案进行数字仿真试验。仿真结果表明该控制方案具有良好的动态响应性能和控制效果。

Cuk变换器输入输出线性化直接电流控制

对于Cuk变换器,提出了两种非线性控制方案包括李雅普诺夫直接法和输入输出线性化控制法。在李雅普诺夫直接法的基础上提出了一种直接电流控制法,通过直接控制电感电流,间接获得期望的输出电压,实现了原系统的部分线性化,即输入输出线性化,并指出输入输出线性化比李雅普诺夫直接法控制系统结构更简单,控制代价更低。数值仿真和实验验证了所提控制方案的正确性和优越性,控制系统具有良好的稳态和动态特性。

单输入输出线性系统相对通用极点配置法

极点配置问题是线性系统综合中的一类重要问题.为了能对不可控或不可观的单输入单输出系统也进行极点配置,本文采用了将状态反馈和从输出至反馈相结合的配置方法,从而将传统的极点配置法作了推广,并且在计算过程中使用了一种较简单的算法,使相对通用极点配置法进一步完善.

基于输入输出线性化方法实现BoostPFC带恒功率负载

针对原有的输入输出线性化方法只能带纯电阻负载的情形提出一种新的算法,使其能在带恒功率负载时也能成立.该算法首先根据变换器的状态空间模型得到的非线性系统通过合适的非线性坐标变换得到新坐标系下的线性系统;再依据经典线性控制理论设计控制器;最后通过Boost PFC变换器输出功率、输出电压以及输出电流的关系避免输出电流出现在占空比的计算式中.解决了因输出电流的变化过大或者不连续导致算法失效的问题.经过PSIM数字仿真实验,表明该算法具有良好的动静态特性,在接不同负载时,都能做到响应至稳时间短,输出电压恒定,且输入电流精准跟踪输入电压,在负载功率发生突变时,也能做到稳定输出,电流波形光滑,对负载具有良好的鲁棒性.

基于输入-输出线性化的交流励磁发电机控制

根据单机无穷大系统中交流发电机(ACEG)的状态方程,推导出ACEG的四阶控制模型。基于模型的多变量、非线性,将输入-输出线性化理论应用到交流励磁发电机的控制中,得到输入-输出线性化方程。对线性方程用线性最优控制,得出以发电机功角、有功功率和无功功率为反馈控制量的非线性励磁控制规律。对线性化中重要的零动态问题进行了研究,保证所得控制系统的稳定性。单机无穷大系统仿真结果表明,这种输入-输出线性化的控制对增强系统稳定性具有一定的作用。

基于输入-输出线性化方法实现混沌系统的同步

本文将非线性控制系统的输入 -输出线性化方法应用于混沌系统的同步中。首先对发送系统和接收系统进行适当的坐标变换 ,分别得到一个具有规范型或类规范型的新系统 ,再对两个新系统进行比较得到误差系统 ,然后通过对误差系统进行反馈变换 ,从而实现混沌系统的输出及其导数的同步。当满足一定条件 ,还可实现所有状态变量的同步。此方法所需的发送信号仅为标量信号 ,适于保密通信。对Lorenz系统。

非线性微分代数系统的鲁棒输入-输出线性化问题

针对一类非线性微分代数系统,利用M导数方法,提出了一种新型的鲁棒输入-输出线性化控制器.并将该方法应用到具有励磁控制的单机与非线性负荷连接的输电系统中,该方法的一个显著特点是不需要任何关于不确定性的信息.

电网电阻对诊断X线机辐射输出线性的影响

通过不同电网电阻供电条件下，对Ｘ线发生装置在规定的加载因素组合时的空气比释动能测试分析，阐述电网电阻对辐射输出线性度的影响。

基于输入输出线性化的连续系统非线性模型预测控制

非线性约束预测控制关键是求得可行性优化解.输入输出反馈线性化是非线性控制一种常用的方法,其系统的初始线性输入约束转化成非线性基于状态的约束,因而无法采用常规的二次规划(QP)求解优化问题.针对连续状态空间模型系统,本文提出迭代二次规划方法来寻求非线性优化解.为了保证算法的收敛性,系统加入另外一种迭代算法来保证其在整个预测时域上能得到可行解.仿真控制结果表明了该方法的有效性.

基于输入输出线性化方法的一类多输入多输出非线性系统的观测器设计

研究一类多输入多输出仿射非线性系统的状态观测器设计问题.基于输入输出线性化方法提出了一类多输入多输出仿射非线性系统的状态观测器设计的新方法,并给出保证状态估计误差渐近趋于零的充分条件.算例表明了所得结果的有效性.

基于输入/输出线性化的准Z源逆变器光伏并网控制策略

应用于光伏系统的准Z源逆变器(QZSI)存在着不稳定的零动态和非线性特性,导致系统振荡、动态响应缓慢和控制器设计复杂等问题。基于输入/输出反馈线性化方法,提出将直通电流和脉冲直流电压作为状态变量建立QZSI直流侧的仿射非线性二阶模型,将原非线性系统转化为线性系统,具有模型精确、阶数低、算法简单等优点。基于此模型,设计经典PI控制器调节QZSI的输入电压,并最终实现最大功率点跟踪(MPPT)。阐述了QZSI的输入/输出线性化建模方法,并通过理论推导证明该线性化系统零动态稳定,设计QZSI直流侧与交流侧控制器,实现光伏逆变器升压、并网波形及功率控制3个目标。通过仿真及实验与经典控制策略对比,显示该控制方法能使QZSI输入电压快速跟踪最大功率点,并且在系统工作点大范围变化时能保证输入电压及并网电流波形质量。

超大应变测量中输出线性化问题的解决

分析了大应变测量的非线性问题及解决方法，介绍了应用双稳流电源电路原理研制的超大应变测量仪，它能完全线性地把应变计电阻变化转换成电压输出，再由４位半数字表显示出应变值的大小，该仪器测值准确、使用方便。