基于切换系统的独立微电网稳定控制设计

独立微电网是一个复杂的非线性系统,为解决典型光储柴独立微电网在能源约束下存在控制单元切换的问题,提出将非线性切换系统理论应用到主从控制下的主控单元切换问题上。首先,当主从控制下的储能系统和柴油发电机分别作为主控单元时,将它们视为两个子系统,建立非线性切换系统模型。然后,应用多Lyapunov函数法分析切换系统的稳定性,同时利用backstepping方法分别设计子系统的非线性控制器,保留系统的非线性特征。最后,采用美国国家能源实验室开发的仿真软件中的硬充电策略作为切换策略,保证切换过程中系统的稳定性。通过MATLAB仿真证明了所设计方法的有效性。

一类不确定切换模糊系统的记忆保成本控制

针对一类具有状态时滞和不确定性的切换模糊系统,提出了该类系统的记忆保成本控制问题。利用引入系统过去的状态信息,构造有记忆状态反馈控制器,以消除系统时滞对于系统稳定性产生的不良影响。在保证成本函数指标小于某个上界及允许的不确定性条件下,结合多Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)处理方法得到最终的充分条件,保证闭环系统能够渐近稳定;且得到满足设计的切换律的记忆状态反馈控制器增益。最后通过Simulink仿真验证了所提方法的正确性。

基于频率切换实现恒流/恒压输出的电场耦合无线电能传输系统

电场耦合无线电能传输(electric-field coupled wireless power transfer,EC-WPT)技术的实际应用中,有些用电设备需要系统具有不同的恒定输出特性(恒流/恒压),即系统输出电压或输出电流与负载解耦,此外,系统还需具备在恒流、恒压模式间按需切换的功能。针对该需求,基于LC-CLC谐振网络提出1种具有恒流/恒压输出特性的EC-WPT系统,分析LC-CLC谐振网络特性,推导恒流/恒压输出特性的实现条件以及恒流频率和恒压频率的计算方法,并给出系统参数设计方法,分析系统对工作频率的敏感性。最后通过仿真和实验验证所提出的EC-WPT系统恒流/恒压输出特性及其参数设计方法的正确性和有效性。实验结果表明所提出的系统在输入电压恒定的不同负载工况下分别实现2 A的恒流输出以及96 V的恒压输出,其最大传输效率分别为87.83%及88.17%。

状态依赖型切换系统的数据驱动方法建模

切换系统是由一系列连续或离散的子系统和切换机制组合而成的一类复杂系统,状态依赖型切换系统因其复杂性而尚未被深入研究.因此,通过系统的输入输出轨迹来对状态依赖的切换系统进行数据驱动建模,利用数据挖掘技术寻找数据之间的有用信息,建立输入与输出之间更形象的表达形式;在此基础上提出一种结构框架,根据辨识轨迹的切换时刻将数据分段,借助神经网络建立子系统的模型以及切换规则,深度挖掘状态依赖切换系统的信息,得到切换系统中子系统及子系统间的信息.实验结果表明:相比传统的机理建模,本文提出的数据驱动方法将建模的复杂度降低了17.3%.

基于分层邻域选择的切换拓扑多智能体系统一致性协议

在切换拓扑的多智能体系统中,针对高低密度信息减弱一致性的问题,提出了一种基于分层邻域选择算法(Layered Neighbor Selection,LNS),该算法对智能体的邻域进行层次划分,从每层中选取具有代表性的邻居智能体进行通信、状态更新和状态演化,然后设计了层次调整策略和层次融合策略来加快收敛速度,最后设计了分层邻域选择一致性协议,且给出了层数对收敛的影响。现有的一致性协议,收敛效果受限于特定密度范围,受不同密度的影响较大,而本文提出的协议能适应不同密度范围,并在系统稳定的条件下提升收敛速度,且通过李雅普诺夫函数法证明了一致性协议的稳定性。最后通过仿真实验,并与几种一致性协议进行比较,验证了所设计的一致性协议能有效加快系统收敛速度。

光伏光热联合双源热泵系统运行模式研究(1):最佳切换模式验证

讨论了光伏光热联合双源热泵系统制热运行的最佳切换模式。利用TRNSYS软件建立了仿真模型,对双源(水源、空气源)热泵系统性能系数(COP_(s))进行了计算,提出以某时刻空气源热泵模式或水源热泵模式运行COP_(s)较大者优先运行作为COP_(s)切换模式。通过前期实验结果验证了模拟结果的正确性,并与常规的集热水箱温度切换模式进行了对比实验,验证了COP_(s)切换模式的有效性。结果表明,该实验系统以COP_(s)最佳切换模式运行时发电量和发电效率较集热水箱温度切换模式分别提高了5.35%和1.73%,耗电量降低了17.03%,COP_(s)提高了4.91%。

医院信息系统切换研究与实践

医院信息系统(HIS)是医院运行中最为关键的部分,它是医院的命脉,关系着医院信息化建设的成败。随着医院信息化建设的不断深入,医院信息工作量逐步增加,对医院信息系统的要求越来越高,在原有信息系统不能满足医院信息化建设与发展需要时,必然面临着新旧信息系统交替,即系统切换问题。医院信息系统切换是一项复杂而细致的工作,必须根据医院自身情况选择好切换方案并认真做好准备工作,才能确保系统切换成功,从而实现新系统建设的目标,保障医院信息化高质量发展。

伺服系统状态反馈切换控制策略研究

针对伺服系统参数的不确定性问题,提出一种以速度为切换信号的切换控制策略。利用伺服电机离线数据得到非线性Bode图,根据频域特性变化区间划分系统速度区域;以速度指标作为切换条件,在模拟退火算法中引入平坦性计算,对各子系统进行参数辨识,构建伺服系统的切换模型,并解决了切换系统出现的抖振问题;最后,在给定切换条件下,设计切换模型各子系统控制器,形成基于状态观测器的反馈控制策略,保证闭环切换系统的渐近稳定性。结果表明:所提控制策略优化了系统的响应曲线,其跟踪精度提升了约4%。

功率分流混合动力系统模式切换连续瞬态冲击机理及其性能客观评价

针对功率分流混合动力系统模式切换过程连续瞬态冲击机理尚不明确且缺乏客观评价指标和方法的问题,本文探究了模式切换连续瞬态冲击机理及其性能客观评价方法。首先,结合动力传动系统高动态性能测试台架,建立了考虑转矩过零、齿轮副啮合时变刚度、齿隙及驱动电机转矩脉动的功率分流混合动力专用变速器(DHT)瞬态扭振模型;其次,研究了DHT模式切换过程转矩过零变化机理,提出了考虑转矩过零次数和模式切换时间的连续瞬态冲击性能时域评价指标,并采用短时傅里叶变换方法建立了基于冲击度时频特性的频域评价指标;最后,以纯电动向功率分流混动模式切换过程为例,采用变异系数法对不同加速踏板开度和齿隙影响下的连续瞬态冲击性能进行了客观分析评价。结果表明,功率分流DHT动力输出端转矩频繁过零和齿隙间的耦合作用是引发模式切换过程连续瞬态冲击的主要原因,减小齿隙可降低最大振幅频率100~200 Hz范围内的连续瞬态冲击;同时,根据综合评价得分对比,得到了模式切换过程连续瞬态冲击性能优化参数,本研究可为功率分流混合动力系统模式切换平顺性协调控制策略优化提供支撑。

固定和切换拓扑下多智能体系统二分容错状态一致性研究

针对具有传感器故障的连续时间线性领导-跟随多智能体系统,研究了固定和切换拓扑下的二分容错状态一致性问题。首先,考虑不存在传感器故障的情况,提出了一种基于状态反馈的分布式二分一致性控制协议;其次,考虑存在传感器故障和状态不可测的情况,根据邻居交互信息构造新型分布式状态和故障观测器,并提出了基于输出反馈的分布式二分容错一致性控制协议;最后,进一步考虑通信拓扑发生切换的情况,提出了一种基于观测器的输出反馈二分容错一致性控制协议。理论分析和仿真算例均验证了不同情况下提出的分布式控制策略能够消除传感器故障带来的不良影响,同时,可实现预期的二分状态一致。

联合驱动斜齿轮传动系统模式切换过程的动态特性分析

齿轮传动系统作为舰船推进装置的重要组成部分,其在舰船运行模式切换过程中能否保持良好的动态特性对舰船结构安全性及机动性有着重要的影响。本文以某舰船中柴燃联合驱动斜齿轮传动系统为研究对象,建立系统纯扭动力学模型,采用MASTA软件验证该模型的正确性,基于该模型对燃气轮机单机驱动向柴燃联合驱动模式切换时的动力学特性进行分析,寻找模式切换的最佳转速和输入扭矩,探究啮合刚度和双联轴扭转刚度对模式切换过程动态特性的影响。计算结果表明,模式切换时齿轮1的最佳转速为2250 r/min,齿轮7的最佳输入扭矩为3100 Nm;啮合刚度的增大范围在基础值的1~1.2倍时,可以减弱不同切换阶段各齿轮副的振动程度;只要保证双联轴的扭转刚度超过0.8倍的基础值,系统中各齿轮副的振动程度将不再发生明显变化。

高通量卫星通信系统移动用户越区切换测试方法

高通量卫星通信系统使用的点波束和频率复用技术大幅提高系统容量的同时,带来了车载终端、机载终端、船载终端类用户在组网通信时需要进行移动切换的难题。为在室内环境下测试移动用户的越区切换策略,结合卫星信道特性,提出了一种测试环境构建方法,模拟了移动用户在多个波束覆盖的交叠区域跨越波束场景。测试结果表明,该方法能够有效构建越区切换场景,解决测试难题。

分数阶时滞切换线性系统的稳定性研究

为了更好地了解系统时滞对分数阶切换系统稳定性的影响,研究了Caputo分数阶时滞切换线性系统的有限时间稳定性。首先,通过求解给定的分数阶时滞线性系统,导出了Lyapunov函数沿分数阶线性时滞系统的Caputo分数阶导数满足的不等式条件。其次,基于该不等式条件和Heaviside阶跃函数的性质,得到了具有Caputo分数阶导数的分段定义微分函数的等价解;通过导出的引理,得到了分数阶时滞线性切换系统有限时间稳定性的充分条件。最后,通过两个算例验证了所提方法的有效性。利用Heaviside阶跃函数得到的分段定义分数阶微分不等式的等价解,有效地克服了现有研究分数阶切换时滞系统稳定性问题中存在的忽略分数阶算子的记忆性缺陷。

城市轨道交通数字集群通信系统越区切换方案的设计

在城市轨道交通中,为确保列车司机与调度人员之间形成良好的无线通信关系,本文针对数字集群通信系统特性、应用场景等信息,从越区切换方向定义、无线信号覆盖方案设计、切换点优化方案设计、信道预测预留方案设计四个方面入手,完成对数字集群通信系统越区切换方案的设计,并以“三号线数字集群通信系统”为案例,验证该越区切换方案的可行性。结果表明:本文所提出的数字集群通信系统越区切换方案具有较高的有效性和可靠性,能够实现控制中心与列车无线通信,保证列车位置信息预测的精确度。

不确定时变时滞切换中立系统的非脆弱H∞滤波器设计

本文研究了一类带有时变状态时滞和时变中立时滞的参数不确定切换系统的控制问题,并对其问题设计了具有H∞性能指标的非脆弱滤波器。讨论的参数不确定性是范数有界的,滤波器是带有中立时滞的非脆弱H∞滤波器。目的是对于所容许的不确定性和时变时滞,设计一个非脆弱H∞滤波器,得到使闭环系统切换镇定并满足给定的H∞性能指标γ的充分条件。首先,利用Lyapunov稳定性理论,构造了合适的Lyapunov泛函,利用时滞导数的上界对不等式进行放缩,得到具有H∞性能指标的线性矩阵不等式。利用凸组合方法和线性矩阵不等式,构造了对应的切换规则。其次,利用线性矩阵不等式的方法设计了非脆弱H∞滤波器,得到的滤波器存在充分条件。最后,通过数值仿真证明了所提结果的有效性和可行性。本文提出的线性矩阵不等式具有决策变量少、参数多的特点,可以最大程度地降低结果的保守性。

周转箱多模型系统的鲁棒切换策略

为了抑制提前期和不确定需求对周转箱利用率的影响,研究一种周转箱多模型系统的鲁棒切换策略。首先,基于周转箱的正向流动和逆向流动,设计一种包含制造商、运营商和客户的周转箱供应链系统;然后,构建不确定需求下含生产提前期、订购提前期和还箱提前期的周转箱供应链动态演变基本模型;再次,在设计制造商生产切换策略和运营商运营切换策略的基础上,将周转箱供应链系统表示为多模型系统。将上述周转箱供应链的基本模型、切换策略和多模型系统扩展为周转箱供应链网络后,对可描述周转箱多模型系统的Takagi-Sugeno模糊控制系统提出一种鲁棒控制策略。由周转箱的切换策略和鲁棒控制策略组成的周转箱多模型系统的鲁棒切换策略可以降低多种提前期和不确定需求对周转箱供应链和网络的影响,实现周转箱供应链和网络的低成本稳定运作。最后,通过某汽车零部件周转箱供应链和网络的仿真实验验证了所提周转箱多模型系统鲁棒切换策略的有效性。

一类具鞍点-可视折点的平面Filippov系统的分支分析

本文研究了具有余维 2 鞍点-可视折点的平面 Filippov 系统的一般展开. 首先, 利用规范型及滑模 动力学, 完整地给出了分岔图. 其次, 证明了鞍点-可视折点附近存在伪边界鞍点分支和两个可视折 点的碰撞 V V1 分支. 特别地, 我们还证明了在 β1 < 0 的参数空间中存在两条余维 1 分支曲线. 最 后, 我们的结果表明某些特殊分段线性微分系统的鞍点-可视折点的分支现象也适用于一般的平面 Filippov 系统.

电石炉电极电流智能切换控制系统

当原料、炉况和加料过程发生未知变化时,电石炉电极控制系统的特性发生变化,导致PI控制系统难以满足电石炉的控制目标。将电石炉的动态特性与模糊自适应PI控制、规则切换控制相结合,提出了电石炉电极控制系统智能切换控制方法。设计了可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)系统软硬件平台,开发了基于所提控制方法的应用软件并研发了电石炉电极电流控制系统,成功应用于神木电化发展有限公司电石分厂。长期运行结果表明,采用所研制的电石炉电极电流控制系统,实现了生产过程的安全稳定运行,可以将电石炉电极电流控制在工艺规定的目标值范围内,提高了产品质量,降低了生产能耗,提高了企业的经济效益。

中波天调网络系统当中的主备切换功能及应用

中波天馈系统是整个中波发射系统的关键单元之一,其对发射机系统各频率设备之间的相互防串扰、雷电防护、阻抗匹配等具有重要的作用。近年来在国内新台站建设及老旧台站改造过程当中均充分考虑到在天馈系统增加备份单元的设计需求,基于此需求衍生出了单馈单网络系统、双馈双网络系统及其配套的自动切换功能。本文将重点介绍天线调配网络的主备切换原理及重要应用意义,希望能对发射台技术维护人员在日常主备网络系统维护、调整方面带来一定的指导及借鉴作用。

具有时变全状态约束的多输入多输出非线性切换系统指定性能事件触发控制

针对多输入多输出切换非线性系统面临的不可测状态、状态约束、通信资源受限等挑战,本文研究了一种具有指定性能的事件触发控制策略。借助状态观测器和模糊逻辑系统,完成对不确定系统的建模。将命令滤波引入至反步递推(Backstepping)设计过程,以避免因虚拟控制器反复求导引起的计算爆炸问题,并通过设计指定性能函数,保证系统的瞬态性能。通过构造事件触发控制器和障碍李雅普诺夫函数,有效解决时变状态约束及通讯资源受限的问题,并保证系统的稳定性。最后通过仿真验证控制算法的有效性。