链式D-STATCOM的鲁棒L_2性能准则设计

为提高控制系统鲁棒性,提出一种链式静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,D-STATCOM)的鲁棒L2性能准则设计新方法。首先通过等效电路变化,将对链式D-STATCOM的控制电路模型转换为对单个H桥逆变单元的控制电路模型;在所建立的考虑干扰和参数摄动影响的单个H桥逆变单元控制电路模型基础上,通过对误差系统方程的等价变换,将参数摄动的影响转化为周期干扰的一部分;然后利用重复控制与无源性控制相结合的新方法实现链式D-STATCOM的鲁棒L2性能准则的设计。其中,重复控制对周期干扰进行补偿,无源性控制确保重复控制的收敛性和对控制目标的渐近跟踪,并抑制非周期干扰对控制效果的影响;通过给定指令电流,实现链式D-STATCOM的无功电流的控制和直流电压稳定的控制;利用H桥逆变单元之间的能量交换实现直流电压的均衡控制。仿真以及10 kV、5 Mvar工程实际应用结果表明,所提方法能够在实现无功电流控制的同时实现直流电压的稳定与均衡控制,且稳态特性好、动态响应快、算法实现简单、鲁棒性强,具有较强的工程实用价值。

带非线性输入的不确定系统的鲁棒L_2-gain控制设计

作者对一类具有扇形非线性输入的不确定系统 ,在一定条件下 ,给出了一种鲁棒L2 gain控制设计 ,它保证了系统存在一类不确定性参数干扰时 ,闭环系统仍然满足给定的性能指标。

一类非线性系统具有L_2-增益的鲁棒自适应控制

针对一类含有未知参数和干扰的不确定非线性系统,提出了一种具有L2-增益的鲁棒自适应控制方法。该方法结合L2-增益鲁棒控制和非线性阻尼技术,基于Lyapunov函数反演设计方法设计了状态反馈自适应控制器,实现了不确定非线性系统的鲁棒输出调节。该控制器不仅把常规自适应控制设计的参数重复估计问题简化为对未知干扰的抑制,而且使得系统从干扰输入到可控输出的L2-增益小于等于给定的值γ。仿真结果表明了所设计控制器的正确性和有效性。

基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计LMI方法

研究受不确定性扰动影响情况下线性时不变连续时间系统的鲁棒故障诊断滤波器设计问题 .引入一种新的体现残差对于故障信号灵敏度和不确定性扰动鲁棒性的性能指标 ,从系统的 L2 增益角度出发 ,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题形成为 H∞ 优化问题 .然后应用线性矩阵不等式技术 ,给出并证明了该设计问题的解存在条件和求解方法 .并通过简例说明了算法的有效性 .

基于T-S模型的连续搅拌反应釜鲁棒L_2-L_∞控制

为实现对连续搅拌反应釜(CSTR:Continuous Stirring Tank Reactor)系统在实际反应中的精确控制,根据CSTR反应特点,采用T-S模糊模型逼近非线性对象,研究鲁棒L2-L∞状态反馈控制问题。模型中将更易测量的反应器温度作为前件变量,模糊规则少。应用平行分配补偿算法(PDC:Parallel Distributed Compensation),给出局部控制器的设计方法,并利用线性矩阵不等式(LMI:Linear Matrix Inequality)技术设计全局控制器,在此基础上把控制器的设计转化为一个凸优化的求解问题。最后仿真验证了该方法的有效性,从而可扩展到其他化学工业反应中。

具有L_2增益的陶瓷取坯机械手鲁棒跟踪控制

本文对具有不确定和干扰的二自由度电动陶瓷取坯机械手系统动态模型 ,采用李雅普诺夫函数递推设计方法设计了鲁棒跟踪控制器。所设计的控制器不仅保证跟踪误差系统的稳定性而且使得由力矩干扰到跟踪误差评价信号的L2 增益小于给定的值。同时本文也给出了不用解HJI不等式设计陶瓷取坯机械手H∞ 控制器方法 。

连续凸多面体不确定系统的鲁棒L_2-L_∞滤波

基于新的鲁棒稳定条件,提出了依赖于参数的凸多面体不确定连续系统的鲁棒L2-L∞性能新判据。利用该判据,采用增广线性矩阵不等式技术推导了此类系统的全阶和降阶的鲁棒L2-L∞滤波新方法。与已有的方法相比,所提出的算法具有较低的保守性。数值例子说明了设计方法的有效性。

中点钳位式三电平D-STATCOM的鲁棒电流和中点电位控制策略研究

中点电位的平衡控制是中点钳位式三电平拓扑安全可靠运行的关键,但现有文献均未能通过建立精确的数学模型对中点电位漂移的物理机理进行精确分析,控制参数整定困难。该文建立了考虑未知干扰和参数摄动影响的中点钳位式三电平D-STATCOM的精确数学模型,利用重复控制与无源性控制相结合的方法实现了基于鲁棒L_2性能准则的电流控制器设计,精确分析了参数摄动导致的有功能量分配不均是中点电位漂移的根本原因。通过零序分量注入,利用直流侧上下端电容器之间的有功能量交换实现了中点电位的平衡控制。通过仿真以及1.14 k V,±400 k Var煤矿供电系统的工程应用,验证了该文所建立模型的准确性以及所提控制算法的可行性和有效性。

全方向步行康复训练器的鲁棒容错跟踪控制

针对全方向步行康复训练器应用时元器件发生不可预见的失效情况,提出了非线性鲁棒容错控制器的设计方法,研究了全方向步行康复训练器的鲁棒容错跟踪控制问题.通过在控制器中增加补偿矩阵,无论执行电机是否发生故障,全方向步行康复训练器均能够跟踪理疗师制定的训练路线.构造了能量存储函数和适当的评价信号,基于γ耗散不等式推导得出了鲁棒控制器,使系统的跟踪误差在全局坐标系下达到渐近稳定,且满足非线性L2增益性能指标.仿真结果表明,新的设计方法具有一定的可行性和有效性.

变频调速非线性L_2增益控制

针对感应电机中变量的非线性耦合、模型参数不确定性和外界干扰等问题,将电机转子电阻与负载转矩作为系统变参数,基于系统鲁棒耗散的特点,提出了一种满足Hamilton-Jacobi-Issacs不等式的非线性自适应的鲁棒L2增益算法的感应电机交流调速控制策略。在线自动调整变参数方法,可以保证系统对转子磁链、转速及负载转矩的渐进跟踪性能,且控制算法简单易于理解。理论分析和仿真结果表明,设计所获得的系统具有良好的鲁棒性能和快速响应能力。

不平衡工况下链式D-STATCOM的控制策略

对工作在不平衡条件下的星型连接的链式D-STATCOM提出一种控制策略。通过等效变换,考虑未知干扰和参数摄动,建立abc坐标系下精确的数学模型。一种无源性控制与重复控制相结合鲁棒L2增益性能的新方法用于实现电流控制,重复控制用于补偿周期性干扰,无源控制用来保证重复控制的收敛性和对控制目标的跟踪,同时也补偿非周期干扰对系统的影响。直流电压控制由三层组成,第一层通过注入正序有功电流,第二层通过注入零序电压,第三层基于H桥单元之间有功能量的交换。控制策略的有效性通过仿真和在10 k V,±5 MVar的链式D-STATCOM装置工程测试所验证。