单相PWM整流器H_∞混合灵敏度电流控制

以单相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器为研究对象,以提高动态响应速度、增强鲁棒性能为研究目标,提出基于dq电压前馈解耦模型下的H_∞混合灵敏度(H∞mixed sensitivity,H_∞-MS)直接电流控制(direct current control,DCC)算法。首先,给出整流器在dq坐标系下的数学模型,并基于电压前馈解耦思想得到dq轴电流解耦系统模型及闭环控制结构;然后,分析模型参数摄动情况,给出模型乘性不确定界,选择灵敏度加权函数规划系统的控制性能,选择补灵敏度加权函数保证系统的鲁棒性能,从而将控制器设计问题转化为H_∞标准控制问题;建立系统增广矩阵,求解黎卡提(Riccati)不等式的正定解,得到2个三阶控制器;最后,通过半实物仿真实验对基于比例积分(proportional integral,PI)直接电流控制算法和H_∞-MSDCC算法进行对比研究。研究结果表明,在网侧电感参数摄动时,所提H_∞-MS DCC算法可以有效地提高系统的鲁棒性。

临近空间飞行器的鲁棒控制器设计

采用H_∞混合灵敏度鲁棒控制方法设计系统纵向控制器,引入加权函数,由加权函数直接反映系统的各项性能指标,使被控对象具有较强的鲁棒性。仿真结果表明,在飞行器的整个飞行包线内,设计的H_∞混合灵敏度鲁棒控制器能够使飞行器的响应较快,系统具有较强的鲁棒性。

小型无人直升机建模与鲁棒飞行控制

针对小型无人直升机的建模与鲁棒飞行控制问题,考虑飞行过程中存在的测量噪声、风场扰动以及系统参数变化,提出了一种将H∞混合灵敏度控制与μ综合相结合的串级鲁棒飞行控制框架。首先,构建小型无人直升机非线性动力学模型,包含其推力迭代求解算法、主旋翼挥舞动力学,兼顾模型真实性和计算复杂度。其次,在悬停模态下线性化,为横、纵向通道设计Notch滤波器改善开环欠阻尼特性,降低其控制难度。随后,在鲁棒飞行控制系统中,以保守性较低的μ综合方法实现内环量的快速响应,以H∞混合灵敏度控制抑制干扰对外环量影响。最后,在非标称情形下的仿真试验显示,相较于PID控制,本文设计的鲁棒飞行控制系统具备更稳定的控制效果,证明了其有效性和优越性。