非线性微分-代数系统的输出反馈镇定控制

对满足线性增长条件的非线性微分-代数系统,研究了其输出反馈镇定控制问题.通过将状态观测器与控制器耦合在一起设计,构造出一种非初始化的线性高增益状态观测器,具有良好的鲁棒性.基于反推设计方法构造出一个线性的动态输出补偿器,使得整个闭环系统是渐近稳定的.仿真结果验证了本文所提控制方法的有效性.

非线性微分-代数系统的自适应状态观测器设计

针对非线性微分-代数系统,给出了可观性判据,提出了基于非线性微分-代数方程的自适应状态观测器设计方法。根据状态观测器工作点变化在线配置极点,获得合适的观测器的反馈增益阵,保证观测器在大范围内稳定工作。理论分析了存在模型误差时观测器的鲁棒性,证明如果模型稳态无差,观测器也是稳态无差的。以化工过程中的典型微分-代数系统为例,仿真结果证明了用该方法设计的观测器能够稳定收敛到状态真值,具有较好的动态性能。

非线性微分-代数系统迭代法的并行实现

讨论了非线性微分-代数系统的并行迭代算法所涉及的理论和具体算例的实现。利用动力学迭代法对微分-代数系统进行剖分迭代,并在曙光3000超级服务器上选用实际算例测试这些并行迭代算法。结果显示:这些迭代方法能够有效地并行实现,具有优良的加速比,这也证实了动力学迭代法在理论上的内在并行性。

一类非线性微分代数系统的L_2-增益分析及状态反馈H_∞控制

分析了一类非线性微分 代数系统的 L2 增益 ,并讨论了一类状态反馈H∞ 控制问题 .在一定条件下给出了控制器的设计 ,并保证了闭环指数为 1且零解渐近稳定 .

非线性微分-代数子系统的逆系统的构造

对于一类非线性微分-代数(Differential-algebraic equation,DAE)子系统,将非线性常微分方程(Ordinary differ- ential equation,ODE)系统的逆系统方法进行了完全扩展,首先对此类非线性DAE子系统提出的物理背景和系统特性进行了详细阐述,然后给出了非线性DAE子系统的逆系统定义,包括单位右逆系统和α阶积分右逆系统,接下来提出一种递归算法,利用此算法给出了被控系统可逆的充要条件,并构造了物理可实现的控制器,实现了非线性DAE子系统的线性化解耦,最后基于本文所提出的控制方法,研究了电力系统同步发电机组励磁汽门综合控制的线性化解耦问题。

非线性微分-代数子系统的反步控制及应用

许多实际被控对象往往是大系统中的一个非线性微分-代数子系统。对于指数1且关联可测的非线性微分-代数子系统,分两步给出了其反步镇定控制方法,并应用于电力系统元件分散控制。第一步提出了非线性微分-代数子系统的一致相对阶概念,给出了模型等价转化的条件,将非线性微分-代数子系统模型等价转化为"受限"非线性常微分方程系统模型。第二步基于等价模型,利用反步控制方法构造出控制器,使得闭环系统渐近稳定。最后研究了多机电力系统中的同步发电机汽门控制功角问题并进行了仿真,仿真结果表明了所提方法的有效性。

基于神经网络方法的不确定非线性微分-代数子系统的鲁棒反推镇定控制

对于指数1且关联可测的不确定非线性微分-代数子系统,将反推方法和神经网络相结合,研究了其鲁棒渐近镇定控制问题.基于反推方法来构造镇定控制器,利用3层的神经网络来逼近每一步控制器构造过程中的不确定项.提出一种新的自适应算法对神经网络权值进行在线调节,并适当选取每一步虚拟控制器的参数,最终得到的控制器使得闭环系统是渐近稳定的.

(ρ ,σ)-方法关于刚性延迟微分代数系统的非线性稳定性

本文涉及 (ρ ,σ) 方法应用于 1 指标的非线性刚性延迟微分代数系统的稳定性 .证明了求解常微分方程(ODEs)的 (ρ,σ) 方法的 (强 )G(c ,p ,q) 代数稳定性导致相应延迟微分代数系统方法的 (渐近 )

电力系统元件非线性微分-代数子系统模型的逆系统控制:一种新算法

针对电力系统元件非线性微分-代数子系统模型,本文提出一种新算法研究其逆系统控制问题.所提出的新算法不需要对控制输出及其高阶导数做复杂的变换,具有更好的应用性.本文的逆系统控制方法主要分为两步:第1步,利用所提出的新算法来判断被控元件的可逆性,若可逆,则基于状态反馈与动态补偿,构造出元件的α阶积分右逆系统,实现复合系统的线性化和解耦;第2步,利用线性控制的理论和方法设计闭环控制器,使得元件被控对象满足期望的性能指标.最后按照本文所提出的方法,研究了多机电力系统的分散非线性汽门控制问题.仿真结果验证了本文所提方法的有效性.

非线性指标-3微分-代数系统的波形松弛算法的实现

本文探讨非线性指标-3微分-代数系统的波形松弛算法所涉及的理论模型和具体算例的求解。对于收敛性问题,我们利用谱半径条件证明该理论模型的收敛性,所得结论的收敛性条件相对较弱,并利用算例测试了收敛定理的正确性。结果显示:在求解非线性微分-代数系统时,波形松弛类算法是具有内在并行性的有效算法。

非线性微分-代数系统稳定性的几个判据

研究非线性微分－代数系统的稳定性问题，给出利用非线性函数的偏导数矩阵判别非线性微分－代数系统平衡态稳定和不稳定的几个判据，所得结果形式简洁，易于应用．

非线性微分-代数子系统的初始化高增益观测器设计

针对一类大系统中的非线性微分-代数子系统,研究其状态观测问题,提出了一种初始化高增益观测器设计方案.首先,通过一个非线性微分同胚变换,实现了系统的等价变换;然后针对等价系统,给出了初始化状态观测器设计,使得观测误差是指数收敛的;最后,给出一个数值仿真算例.仿真结果验证了该方法的有效性.

非线性刚性微分-代数系统的波形松弛离散法

研究基于Runge-Kutta方法的波形松弛离散过程,得到新的刚性微分-代数系统的收敛理论,及该类系统解的存在性和惟一性,并用具体算例测试该理论的有效实用性.

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.

单输入单输出微分代数系统的多指标非线性控制方法

针对含隐函数的单输入单输出微分代数系统,提出多指标非线性控制设计方法,以确保各状态量均具有良好的动、静态性能。借助于哈特曼–格鲁勃曼(Hartman-Grobman)定理推证非线性微分代数系统对应的一次近似系统的特征根与输出函数中参数矩阵(c1,c2)之间的关系,从而揭示了该方法的实质。将该方法应用于非线性微分代数模型的发电机单机无穷大系统中,设计了一个多指标的非线性励磁控制律。仿真表明:该控制律既能增强系统的稳定性,又能提高发电机机端电压控制精度,使各个状态量快速地追踪其给定值。说明该方法能有效地解决微分代数系统的动、静态性能的协调问题。

基于微分代数模型的AC/DC系统非线性控制器设计

针对电力系统实际负荷以及直流系统本身的非线性特性,在微分代数模型的基础上,将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术运用到交直流并联系统非线性控制器设计中。在系统的M关系度小于系统阶数及其满足一定的条件时,可得到微分代数系统模型的Bronovsky标准形式,并对交直流混合(AC/DC)系统中发电机励磁控制和直流系统整流侧定电流控制律进行了深入研究。针对一个含有AC/DC的单机无穷大系统(SMIBs)进行实例仿真,研究结果表明所设计的非线性控制器与传统的PID控制器相比具有较好的阻尼特性,能进一步提高系统的动态稳定性。该控制器的设计方法可以很方便地应用于多机交直流并联系统的稳定性控制。

电力系统中微分代数模型的非线性控制

首次提出了用于控制微分代数系统的反馈线性化技术理论和方法 ,类似于经典的微分几何理论中的定义和定理 ,给出关于微分代数系统的M导数、M括号等一些新的定义 ,并给出了有关微分代数系统控制的一系列新结果 ,进一步拓广了非线性系统几何理论的应用范围。考虑到大多数电力系统模型都是采用微分代数模型 ,而且电力系统的负荷往往是电压和频率的非线性表达式 ,另外在实际工程中也常基金项目 :国家重点基础研究发展规划项目 (G19980 2 0 30 0 ) ;中国博士后基金资助项目。ProjectSupportedbySpecialFundoftheNationalPriorityBasicResearch(G19980 2 0 30 0 ) .常遇到求非线性微分代数方程的最优控制解 ,引入微分代数系统的M导数、M括号等定义可较好地解决这类控制问题。利用控制微分代数系统的反馈线性化技术 ,能很好地应用于具有非线性负荷的电力系统非线性励磁控制的设计 。

非线性微分代数系统的稳定性

本文发展了微分代数系统的稳定性理论 ,讨论了微分代数系统在平衡点近旁的正则性问题 ,给出其在平衡点处的受限形式 ,建立了受限系统Lyapunov稳定性的基本定理 ,得到了微分代数系统平凡解渐近稳定的判别准则 .

基于微分代数系统的STATCOM与发电机励磁的多指标非线性协调控制(英文)

从静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的内部结构入手,选用STATCOM的脉冲控制角??和STATCOM超前系统电压角???为控制量,提出一种新型的STATCOM控制模型,可有效克服以往STATCOM模型需假设强约束条件的缺点。基于微分代数系统,结合多指标非线性控制(multi-index nonlinear control,MNC)设计理念,完成STATCOM与凸极式发电机励磁的协调控制策略的设计,并通过单机无穷大系统对其进行暂态仿真。仿真结果同线性最优控制法进行对比,表明本文所设计的6阶协调控制模型是合理而有效的;利用MNC法设计的协调控制策略能有效提升系统的动、静态性能。

求解几何非线性桩-土耦合系统的微分求积单元法

将桩-土系统看成在土层中嵌入了一根等圆截面桩的空间轴对称弹性体,在几何非线性的条件下建立了具有间断性条件的桩-土系统的非线性控制方程,并运用微分求积方法(DQEM)来求解了该问题.提出了利用DQEM求解非线性空间轴对称问题中处理单元之间连接条件(包括间断性条件)及边界条件的离散化方法,最终得到了一组离散化的非线性DQEM代数方程,运用Newton-Raphson迭代方法求解非线性代数方程组可以得到每个节点处的位移,进一步可以得到系统的应力和应变.给出了两个数值算例,并与有限元解进行了比较,它们是非常吻合的.将看到,由于在采用DQEM求解时只布置了较少的节点,因此,该文方法具有较小的计算工作量、较高的精度、良好的收敛性以及应用广泛等优点.该文提出的处理连接条件的方法是一个一般的方法,由于它在数学上遵循了求解边值问题的思路,因此,数学上也是严谨的.