非线性系统高阶微分反馈控制

提出了不依赖系统模型的高阶微分反馈控制思想 ,控制目标是系统输出及其微分和高阶微分逼近设定输入及其微分和高阶微分 ,极大地提高了对控制品质要求。基于这种思想设计了能高品质地提取量测信号的微分和高阶微分的高阶微分器 (HOD ,high order differentiator) ,该HOD参数少 ,容易调节 ,并给出其稳定性、收敛性和滤波特性的证明 ;另外 ,对带有未知扰动、模型未知的非线性SISO和MIMO系统分别设计了基于HOD的高阶微分反馈自适应控制器 (HODFC ,high order differentials feedback adaptive controller) ,给出了闭环系统稳定性和鲁棒性分析 。

倒立摆系统自适应高阶微分反馈控制(英文)

利用提取的系统高阶微分信息,提出了自适应高阶微分反馈控制器.某种程度上该控制器不依赖于单输入单输出(SISO)非线性仿射系统的模型.并且分析了闭环系统的稳定性和鲁棒性.通过将摆角方程的位移加速度看作是控制输入,将倒立摆系统转化成相互影响的两个SISO仿射系统,从而用两个串级高阶微分反馈控制器成功地实现了倒立摆系统的镇定与调节.数字仿真表明,控制器对摆的基准模型实现了较为满意的控制,而且该控制方法对非线性摩擦项,对摆长、摆质量、小车质量等参数变化以及外扰动具有强鲁棒性.

有源电力滤波器的高阶微分反馈控制

针对并联型有源电力滤波器(APF)的直流侧电压波动对谐波电流补偿影响的问题,研究利用高阶微分器(HOD)构成高阶微分反馈控制器(HODFC)替代传统PI控制器,对并联型APF直流侧电压进行控制。通过HOD可以高品质地提取输入信号和输出信号以及其一阶微分和二阶微分,结合一定的控制律实现对APF的HODFC控制。仿真结果表明该控制策略具有可行性,与传统PI控制比较,具有良好的静态和动态性能,可使并联型APF直流侧电压在不到1/2个电源周期中就达到稳定,同时电流畸变率从24.49%降到2.31%,能显著改善电网质量。

高阶微分控制器及其在交流调速中的应用

传统 PID 控制器由于它提取微分信号的方法过于简单,微分信号品质较差而不易满足高品质性能要求。而现代控制理论由于过分依赖于被控对象的精确数字模型,在工业过程控制的应用中受到了极大地限制。本文利用不依赖于被控对象的高阶微分器(HOD),提取了信号高品质的微分信号及其高阶微分信号。并将基于 HOD 设计的高阶微分反馈控制器(HODFC)编制成相应控制算法,组成了由计算机为控制器的交流电机调速系统。通过仿真和实验,验证了 HOD 及 HODFC 理论的正确性和实用性。

一类新型非线性随机系统微分状态估计器和控制器

本文提出一类不依赖被估计系统模型微分状态估计器,参数少、精度高,通过分析其根轨迹和极点要求配置合适的参数;给出了完整的稳定性和收敛性证明;频率特性分析表明,该估计器具有较好的滤波特性.另外,基于所提出的估计器,本文设计了不依赖非线性系统模型的高阶微分反馈控制器.该控制器稳定性好,鲁棒性强.最后,通过几个仿真例子验证了所提出理论的正确性.

AHODFC在交流调速中的应用及其软件实现

基于提取微分信号在工业控制及航天控制中的重要作用,介绍了一种可提取高品质微分信号的自适应高阶微分反馈控制器(AHODFC),并将其应用于交流调速系统中.考虑到在工程应用中,VC++易于实现交互界面、数据采集和端口操作等操作,基于VC++平台编制了该调速系统的控制界面,并介绍了高阶微分控制器算法的编程过程,还详细介绍了该调速系统的控制界面操作.通过仿真运行和实际系统的运行,证明高阶微分反馈控制与P ID控制相比,具有控制效果好,参数调节容易,鲁棒性能好等特点,具有可行性及实用价值.