基于反馈线性化的永磁同步电机非线性H∞控制

为了抑制永磁同步电机存在的参数摄动、负载扰动等不确定因素对系统性能的影响,将基于微分几何反馈线性化的非线性H∞控制方法应用于永磁同步电机的控制,并应用Matlab进行仿真实验.结果表明,当系统存在负载干扰和参数摄动时,该方法能够较好地抑制参数摄动及负载扰动等不确定因素对系统性能的影响,进一步提高了系统的鲁棒性能,从而证明了所提出方法的有效性.

扑翼微型飞行器非线性H∞姿态控制(英文)

给出了扑翼微型飞行器姿态控制系统的数学模型,并提出了一种新颖的非线性H∞控制方法。飞行过程的复杂性使得姿态控制极具挑战性,主要困难是系统表现为非线性、时变参数以及各种干扰。为此提出了一种全局非线性H∞控制策略,系统控制综合是基于李亚普诺夫理论而非求解HJI偏微分方程。该方法克服了时变参数及未知干扰对系统的影响。证明了控制器的全局渐进稳定性并将其用于扑翼微型飞行器非线性H∞姿态控制系统的仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于GFRF的二次调节流量耦联系统的频域非线性H∞控制

二次调节流量耦联系统为非线性系统,在Volterra级数描述该系统的基础上,通过SISO多项式类非线性系统的GFRF递推算式获得二次调节流量耦联系统的广义频率响应函数GFRF(generalized frequency response function).基于系统的GFRF,在频域内应用非线性控制理论为系统设计了镇定控制器和非线性H∞控制器,不仅使系统稳定,而且能达到无超调、无稳态误差.此外,在白噪声条件下证明该控制器比线性控制器抗干扰性强.

基于非线性H∞机器人鲁棒PID控制器设计

各种限制条件阻碍了工业机器人运动控制器性能的提高。例如,摩擦力和动态干扰限制了简单的PID控制器性能。通过解决非线性L增益衰减问题,提出一种基于非线性H∞鲁棒PID控制2器并且对这个控制器的稳定性、鲁棒性和性能调节方法进行了分析。最后给出了对两连杆刚性机器人的仿真结果,验证了控制效果。

风力发电系统的恒功率非线性H_∞鲁棒控制

风力发电系统传统控制器的缺点在于,基于某一工况点的局部线性化方法无法实现全局范围的精确控制,且传统的控制理论无法应对内外干扰.本文将精确反馈线性化方法与线性H∞理论相结合设计非线性H∞控制器.首先用微分几何精确线性化方法将非线性风电模型全局线性化,然后运用线性H∞控制理论对此线性系统设计控制器,将两者结合有原风电系统的非线性H∞变桨距控制器.最后对12m/s至24m/s阶跃风,12m/至22m/s骤变风,18m/s至20m/s随机风,以及风力机转动惯量下降10%的情况进行仿真,能实现风机转速及输出功率的恒定.验证了该控制器在全风速段的精确控制,并且具有良好鲁棒性.

基于反馈线性化方法的励磁系统非线性H_∞控制研究

本文提出了一种基于微分几何反馈线性化理论的非线性Ｈ∞控制设计方法，并对这种方法的干扰抑制性能给予了讨论。同时，依据这种方法设计了励磁系统的非线性Ｈ∞控制器。

非线性H_∞控制的SOS设计

提出了一种新的非线性H∞控制的设计方法。虽然平方和(简称SOS)方法可用来求解不易用解析法求解的非线性问题,但还是不能直接来求解HJI不等式或非线性的有界实不等式。详细分析了SOS法在求解中的这些局限性。给出了求解非线性H∞控制的一种迭代设计的方法。每一次迭代分为两步。第一步是先用SOS法设计系统的非线性状态反馈,其增益阵是可调整的。第二步是求系统L2增益,用图解解析法求解计算中的优化问题。还给出了一个卫星大姿态机动的非线性H∞控制设计作为应用本方法的实例。

船舶航向非线性H_∞逆优化输出反馈控制

为抑制船舶航向非线性优化控制中模型参数摄动和由状态观测器引入的不确定观测误差,提出了一种非线性H∞逆优化控制算法.首先,基于无源理论设计观测器以实现海浪滤波,该观测器无需海浪扰动的方差信息从而减少了观测器参数数量.然后,考虑模型参数摄动对观测误差的影响,给出了描述系统局部(全局)性态的局部(全局)H∞优化性能指标.在以广义黎卡提方程(GARE)对局部优化问题的求解的基础上,应用逆优化方法将全局H∞优化问题转化为构造闭环系统的Lyapunov函数问题,得到同时满足两种指标的优化控制器,并证明了稳定性.仿真结果证明了该算法的有效性.

非线性约束系统H_∞鲁棒预测控制

针对一类具有状态约束和控制约束的离散非线性系统,本文采用有限维参数化方法提出了一种基于闭环优化的H∞鲁棒预测控制算法.这种算法把预测控制的滚动优化机制同微分对策理论和非线性H∞控制理论做了有机结合;在闭环优化中通过有限维参数化方法把控制变量参数化为多项式控制变量,并且引入被控系统的过渡平衡点.这样算法不但可以处理不确定系统,而且降低了在线闭环优化的计算复杂度.进一步,证明了算法的可行性和对有界不确定性系统的鲁棒稳定性.最后,用数值仿真验证了算法的有效性.

非线性简支梁振动的H_∞控制

研究具有实际工程应用背景的非线性简支梁振动的H∞控制问题.在不考虑时滞、热效应等因素的情况下,应用振动分析原理及Hamilton原理,建立了压电复合梁弯曲振动的动力学模型.利用哈密顿仿射输入系统的特殊结构和性质,将非线性H∞控制设计推广到无穷维情形.通过求解Hamilton Jacobi Isaacs不等式,得到一个最优控制方法,并给出压电驱动器和传感器的控制条件.实例模拟验证上述方法的有效性和可行性.

非线性H_∞控制理论最新发展动态

非线性 H∞ 控制理论是非线性系统理论的一个重要方面。为此 ,综述了非线性 H∞ 控制理论研究的基本内容及其最新发展动态 ,并指出了存在的不足。最后提出了非线性 H∞ 控制理论需要进一步研究的几个问题。

非线性H_∞励磁控制器的设计

对单机无穷大系统进行非线性H∞励磁控制器的设计。应用直接反馈线性化方法,直接指定虚拟控制量,简化了计算;采用△d、△w、△Pe和△Vt的积分量为状态变量,以同时改善电力系统的稳定性和调压精度;应用H∞控制理论和MATLAB的m -综合工具箱完成权函数的优化,直接解决鲁棒控制设计;对控制律进行实用化处理,并利用Powersys工具箱进行了仿真分析,收到了较好的效果。

HVDC的非线性H_∞控制

基于直接反馈线性化和 H_∞控制理论研究了交直流联合输电系统中高压直流(HVDC)系统的附加控制器的设计,对含有交直流联络线路的两区域系统建立了非线性鲁棒控制模型。利用 H_∞控制理论和 Matlab 软件得出控制律。分析表明这种控制方法提高了交直流输电系统的稳定性及控制系统的鲁棒性。

Sprott-D混沌系统的非线性H_∞控制

研究了具有非线性Sprott-D混沌系统的H∞状态反馈控制。绘制了系统的Lyapunov指数图和混沌吸引子图,验证了系统存在的混沌现象。设计了非线性H∞状态反馈控制器,将Sprott-D混沌系统状态控制到给定的平衡点处。

环境影响与参数摄动下船舶航速的非线性H_∞控制

为了提高船舶的自动化水平,增强船舶的航行安全,对航速的稳定控制是重要的因素之一。由于船舶航速控制是一个参数时变、非线性,且其动态特性受环境因素的影响,因此常规的控制方法难以获得良好的控制效果。在建立船舶运动的非线性数学模型时,考虑了环境因素如风、浪、流的影响和系统参数不确定性。在此基础上,利用微分几何的方法对模型进行了精确线性化,然后利用线性H∞控制理论,设计了船舶航速的非线性H∞控制器。仿真结果表明非线性H∞控制器能有效的抑制环境扰动,提高系统的稳定性,保证控制精度,具有较强的鲁棒性。

高超声速飞行器非线性H_∞姿态控制设计

针对高超声速飞行器倾斜转弯姿态跟踪控制问题,将非线性耦合系统的姿态跟踪控制表述为非线性H∞控制的指令误差状态空间实现形式.基于非线性系统γ-耗散性及L2增益设计准则,设计满足Hamil-ton-Jacobi-Isaacs不等式的光滑可微储能函数.在一定假设条件下,利用非线性系统在局部空间内线性伴随系统的Riccati微分方程,获得非线性H∞控制问题在邻近指令误差状态空间的局部空间解,来解决非线性耦合系统的H∞控制问题.实验结果表明,该方案避免了复杂的Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式求解过程.

非线性H_∞导引律设计与分析

针对导弹拦截目标制导过程中的测量噪声和干扰以及未知目标机动,本文提出了具有严格解析形式的三维非线性H∞导引律的设计方法。通过构建基于改进极坐标系下的三维弹目相对运动方程和存在多种测量噪声和干扰下的弹目相对运动方程,归纳推导出简洁的导弹拦截目标的系统方程;利用非线性H∞控制理论构造相应的HJI偏微分方程不等式,并且提出了HJI偏微分方程不等式的一种解法,得到了一组解析解,同时得到了拦截系统的一个正定储能函数,进而构造了非线性H∞导引律;通过分析非线性H∞导引律的设计方法和几项关键的制导拦截影响因素,定性指出了如何调整设计参数能够有效对抗各种不利因素,提高制导性能;最后,仿真研究验证了非线性H∞导引律的有效性和定性分析的有效性。

静止无功补偿器的非线性H_∞控制

基于直接反馈线性化和H∞控制理论研究静止无功补偿器的控制设计,对含静止无功补偿器的单机无穷大系统建立了非线性鲁棒控制模型, 利用MATLAB软件得出其控制律。分析表明,这种控制方法提高了电力系统的稳定性及控制系统的鲁棒性,并能满足电压精度的要求。

矢量控制异步电动机的非线性H_∞控制

研究了矢量控制异步电动机非线性系统的H∞ 控制 ,应用直接反馈线性化建立了矢量控制异步电动机的鲁棒控制模型 ,然后采用线性H∞ 控制理论得出控制律 ,其算法简明实用。仿真表明 ,非线性H∞ 控制可以改善矢量控制异步电动机的运行性能 。

可控串联电容补偿器的非线性H_∞控制

基于直接反馈线性化和H∞ 控制理论研究可控串联电容补偿器的控制设计 ,对单机—无穷大系统 ,建立了非线性鲁棒模型 ,利用Matlab软件得出了可控串联电容补偿器的控制规律。分析表明这种控制方法提高了电力系统的稳定性及控制系统的鲁棒性。