基于混合灵敏度的交直流混合微网交直流断面电压H_∞鲁棒控制

交直流混合微网具备交流微网与直流微网各自的特点,可以更加充分地利用各种不同类型的可再生能源发电,满足不同负荷的需要。交直流断面是交直流混合微网中直流区域与交流区域的互联部分。该文提出的基于混合灵敏度的交直流混合微网交直流断面电压H_∞鲁棒控制,主要控制断面两侧电压并使之稳定。通过构建S/R/T混合灵敏度函数,提高交直流断面抗击交流扰动和直流扰动的标称性能,增强其应对参数摄动的鲁棒性能。通过Matlab/Simulink仿真平台,验证了交直流断面电压H_∞控制器的抗干扰能力与在换流器参数发生变化时该控制器仍可保持良好的控制性能的能力。

基于H_∞混合灵敏度方法的超声波电机调速控制

为提高行波型超声波电机转速跟踪的准确性和平稳性,改善因调频调速非线性带来的调速性能变化,将H∞混合灵敏度方法应用于转速控制器的设计.采用参数辨识法建立电机的频率转速模型,线性化得到电机的标称模型,将静态模型的非线性转化为标称模型的增益摄动,将动态模型的参数变化转化为标称模型的高阶未建模误差,把电机的转速模型表示为标称模型与误差模型和.根据模型误差界和调速性能指标,求取混合灵敏度加权函数,将控制器设计转化为标准的H∞优化问题,通过Matlab工具求解鲁棒控制器.仿真验证了转速闭环的稳定鲁棒性,使用数字信号处理芯片TMS320F28335在实际控制回路中实现该控制器,并测试电机调速性能.实验结果表明,鲁棒控制器应用于超声波电机调速系统可以取得良好的控制效果.

机翼颤振的混合灵敏度H_∞鲁棒控制器设计

主动颤振抑制技术是未来弹性飞行器设计中的一项关键技术,越来越受到广泛的关注。但传统的LQG方法鲁棒性很差,限制了其实际应用。本文采用混合灵敏度H∞控制方法,并结合回路成型技术设计了机翼颤振抑制的鲁棒控制器。此方法直接针对回路的灵敏度函数和补灵敏度函数性质,根据颤振抑制系统期望的回路频域特性要求,通过选择合适的加权函数形状获得了满意的闭环系统性能,从而实现对颤振的鲁棒抑制。其特点是能够方便直观的获得系统所期望的频域性能,并具有良好的鲁棒性和抑噪能力,非常有利于工程实用。最后利用典型的二维机翼俯仰沉浮气动弹性系统模型,分别采用混合灵敏度H∞控制器和LQG控制器对机翼颤振进行抑制。仿真结果表明,本文所设计的控制器将颤振速度提高了12.2%,能够更加有效地抑制机翼颤振。

基于约束多目标免疫算法的H_∞混合灵敏度加权阵选择

在H_∞鲁棒控制中,混合灵敏度加权函数直接反映了系统的稳定性和性能要求。若将加权阵当作设计参数,则控制系统的设计可以表示为一个满足一组不等式约束的多目标优化问题。采用人工免疫算法,利用免疫原理中抗体的多样性产生及保持机理来求解该优化问题,即利用免疫算法在预先设定的搜索域内,找到最满意的解来组成加权阵。在此加权阵基础上,利用Matlab鲁棒控制工具箱得到H_∞最优控制器。以调速系统为例进行仿真,结果表明,该算法可以搜索到满意的加权阵。

H_∞混合灵敏度控制在液压伺服系统中的应用

运用 H∞ 混合灵敏度控制理论 ,针对液压伺服系统的特点 ,通过仿真 ,总结了一般加权阵的选取规律和方法 ,提出采用线性矩阵不等式设计典型电液位置伺服系统 H∞ 控制器的计算方法 ,并设计了控制器 ,使系统在保证鲁棒稳定性的同时可以确保系统的瞬态性能指标。通过设计举例说明了控制器的设计方法 ,并通过与原系统参数摄动时系统特性的比较 ,验证了 H∞控制器不仅可以提高系统的频宽 ,改善系统的响应速度 ,而且可以改善参数变化对系统性能的影响 ,从而说明了 H∞ 控制器的有效性。

H_∞混合灵敏度控制在主汽压系统中的应用

主蒸汽压力是电厂热工过程控制中的重要参数,由于锅炉燃烧工况变化较大,主汽压对象模型具有不确定性,常规控制方法很难得到预期的控制效果。为提高系统控制品质,提出了主汽压系统的H∞混合灵敏度设计方法,给出了选择加权函数的具体方法,采用MATLAB软件进行仿真计算,得到H∞最优控制器。仿真结果表明,在对象模型参数发生较大变化时,与常规PID调节方法相比,H∞最优控制器能使主汽压控制系统具有良好的鲁棒稳定性和动态性能。

冷连轧机张力系统H_∞混合灵敏度鲁棒控制器设计

针对2030五机架冷连轧机四五机架间张力系统被控对象,利用H混合灵敏度鲁棒控制方法设计了其张力鲁棒控制器。仿真研究结果及与常规PI控制效果的比较表明,所设计的张力鲁棒控制器对前后滑和外界干扰等不确定性具有更好的抑制作用,从而证明了所设计控制器的有效性。

一种简化的H_∞控制混合灵敏度算法

受到回路成形思想的启发 ,通过对H∞ 控制的S T混合灵敏度奇异值曲线的观察及基于S和T具有相关性的考虑给出一种简化的H∞ 控制混合灵敏度算法 .该算法避免了权函数的选择而对系统进行闭环增益成形 ,其核心是确定闭环系统传递函数即T的最终希望的形状 ,不加任何权函数 ,直接设计出K .由于T和S的相关性 ,T的形状确定 ,S 的形状也就确定了 。

混合灵敏度问题的鲁棒H_∞/LTR状态反馈综合方法

从工程应用的角度出发，对具有输出乘型不确定性系统的混合灵敏度问题进行研究．以Ｈ∞状态反馈理论和回路传递恢复（ＬＴＲ）技术为基础，导出了一种带观测器的鲁棒Ｈ∞／ＬＴＲ状态反馈综合方法．该方法首先要进行目标设计，即在假设系统状态完全可测的前提下，设计一个静态Ｈ∞状态反馈控制律，以满足系统性能和鲁棒性要求．然后恢复过程设计，即设计一个状态观测器，使得在上述目标设计中引入观测器后，原目标Ｈ∞状态反馈系统的特性得以恢复．

基于混合灵敏度函数的H_∞控制器参数模糊优化方法

给出了SISO系统H∞控制器参数优化过程,提出了一种系统性能模糊评价优化设计方法,根据系统动态特性通过模糊优化控制策略动态校正控制器结构参数.结果表明,本方法对模型不确定性具有良好的鲁棒性适应性和动态特性,控制品质优于一般H∞控制和常规PID,Smith预估器.

大范围模型参数变化系统的H_∞/加权混合灵敏度设计方法研究

大范围模型参数变化系统的Ｈ∞／加权混合灵敏度设计方法研究郑建华张立荣（中国科学院空间中心北京１０００８０）杨涤（哈尔滨工业大学哈尔滨１５０００１）李乃宏（中国长城工业总公司北京１０００８０）关键词鲁棒稳定性，标准Ｈ∞控制问题，混合灵敏度问题，自动驾驶...

基于H_∞混合灵敏度的主汽温控制系统的研究

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延以及扰动因素多的特点,被控对象在工况发生大范围变化时,数学模型会随之发生很大变化(包括时间常数,增益和阶次)。对此制定了新的控制方案,提出了主汽温控制系统的H∞混合灵敏度设计方法。通过选择合适加权函数,利用MATLAB鲁棒控制工具箱得到H∞最优控制器,进行仿真计算,结果表明设计的主汽温控制系统具有较好的鲁棒稳定性和动态品质。

基于遗传算法的H_∞混合灵敏度导弹解耦控制器设计及加权函数选择方法研究

导弹在大攻角再入飞行过程中,偏航通道和滚动通道存在着气动交连耦合,当耦合影响较大时,采用传统的把耦合项当作随机干扰的办法来处理,容易造成系统失稳。因此采用基于H∞混合灵敏度解耦控制的方法对通道间进行解耦,对于H∞混合灵敏度加权函数,通过遗传算法优化获得,并推导了H∞混合灵敏度标准型的建立过程和遗传算法优化加权函数的步骤。应用该方法,对导弹大攻角飞行过程中通道间的解耦控制进行设计。仿真表明,对参数不确定性的耦合系统,该方法具有良好的解耦性和鲁棒稳定性。

H_∞混合灵敏度的鲁棒性设计及在挠性系统控制中的应用

标准H∞混合灵敏度设计只能保证系统的鲁棒稳定性和标称性能,而在实际系统中鲁棒性能也是很重要的。基于此,研究了在SISO系统中如何通过H∞混合灵敏度设计,使系统获得与μ综合相当的鲁棒稳定性和性能,得到使用H∞混合灵敏度设计来保证系统鲁棒性能需要满足的一个数量关系。由于挠性系统具有弱阻尼的谐振模态而不易控制,尤其是当谐振频率和阻尼比摄动时,系统的性能更不易保证,以存在挠性摄动的飞行器俯仰角控制为例验证了本文方法的正确性和有效性。

柔性结构振动跟踪控制H_∞混合灵敏度法

基于H∞混合灵敏度控制算法,提出了一种将H∞混合灵敏度控制应用于高阶柔性结构振动跟踪控制的加权函数选择方法。该方法能够快速地使输出信号跟踪到参考信号。首先,建立了振动系统的多输入多输出跟踪控制模型;然后选择合适的性能加权函数和限幅加权函数,引入了模型的不确定性扰动,给出了一种针对高阶柔性控制系统的加权函数选择方法,利用混合灵敏度H∞控制设计方法,将鲁棒反馈控制器设计转化为标准H∞控制问题求解;最后,以一悬臂梁为研究对象,完成了两输入两输出结构振动控制的控制器设计和算法仿真。仿真结果表明,针对高阶柔性结构系统设计的控制器,在保证稳定性的前提下,输出信号对参考信号的跟踪结果满足了预定指标要求。

基于H_∞混合灵敏度的着舰飞控系统

为提高舰载飞机在着舰状态下的操纵性能,增强着舰飞控系统对不确定性的鲁棒性,设计基于混合灵敏度理论的着舰飞行/推力综合控制系统。该系统以空速和航迹角为被控变量,通过选择加权函数使控制系统设计转化为混合灵敏度问题,并编制Matlab程序求解控制器。针对控制器阶次较高的问题,采用主导极点法进行降阶,以降阶控制器和被控对象组成控制系统进行仿真。分析表明,航迹角传递函数的带宽满足设计要求,而且实现了航迹角和空速之间的解耦,对气动系数的不确定性具有一定的鲁棒性。

基于H_∞混合灵敏度控制的EPS操纵稳定性研究

针对电动助力转向系统存在的传感器噪声、路面干扰、参数摄动等不确定性,以及转向系统的多控制目标要求,设计了一种基于H_∞混合灵敏度控制方法的EPS系统电流控制器.建立了能够体现装配EPS系统汽车助力特性和整车操纵稳定性能的综合模型,从而使评价EPS汽车综合操纵性能的指标更加全面和符合实际.仿真与分析结果表明,所设计的控制器不仅能够保证满意的路感、良好的操纵稳定性能,而且可以有效抑制传感器噪声和路面干扰的影响,从而提高了系统的性能鲁棒性和稳定鲁棒性.

基于H_∞混合灵敏度的交直流混合微网频率控制

微网中高比例风力、光伏发电的输出功率具有随机性、波动性,同时负荷功率具有随机时变性,这些特性易引起微网中频率波动。微网运行方式的改变,将导致网络等值参数和运行参数的变化。针对交直流混合微网中频率波动及控制对象参数摄动的问题,提出了一种基于H∞混合灵敏度的交直流混合微网频率控制方法,控制交流区域频率并使之保持稳定。通过将实际控制问题转换为混合灵敏度问题,构建S/R/T函数,设计了频率鲁棒控制器,增强了频率对参数摄动的鲁棒性。通过将鲁棒控制问题转换为用Riccati方程表示,利用线性矩阵不等式方法求解该方程得到H∞频率控制器。最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台,验证了所设计频率控制方法的正确性和可行性。

基于H_∞混合灵敏度方法的中频逆变器设计

中频逆变器和工频逆变器相比,在一个采样周期内采样点少了8倍,系统静差就很难消除。为了消除系统静差和克服参数不确定对系统性能的影响,针对400 Hz中频逆变器的特点,首先在建立系统数学模型的基础上,把负载和输出变压器漏感参数作为不确定因素,并基于H∞混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器;然后,对整个系统的稳定性进行了分析,并设计了一台10kW试验样机;最后,通过软件和样机对系统进行了仿真和相关实验,仿真和实验结果表明:所设计的控制器能够使系统有很好的动静态性能和鲁棒性。

基于混合灵敏度下H_∞控制在三滑块质量矩导弹上的应用

由于质量矩导弹是一个具有非线性和模型不确定性的多变量系统,为了进一步提高控制系统的鲁棒性,对三滑块质量矩导弹进行了鲁棒控制系统的研究。以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,在混合灵敏度控制的基础上,采用H∞控制理论对导弹进行姿态控制系统的研究,仿真结果验证了这种方法的有效性。