基于L_2干扰抑制的水下机器人人三三维航迹跟踪控制

为实现自治水下机器人(AUV)的三维航迹跟踪控制,考虑了非线性水动力阻尼对AUV系统的影响和外界海流干扰作用,提出了基于L2干扰抑制的鲁棒神经网络控制方法.该方法基于李雅普诺夫稳定性理论,设计神经网络控制器补偿非线性水动力阻尼和外界的海流干扰,再将神经网络的估计误差当做AUV系统的外部干扰用L2干扰抑制控制器予以消除.最后针对某AUV进行了螺旋线三维下潜跟踪控制仿真实验,结果表明设计的控制器可以较好地克服时变非线性水动力阻尼对系统的影响,并对外界海流干扰有较好的抑制作用,可以实现AUV三维航迹的精确跟踪.

汽轮机调速系统的自适应L_2增益干扰抑制控制

提出一种预置反馈的方法 ,推导出汽轮机调速控制系统的端口受控哈密顿系统 ( PCHsystem)模型 ,进而根据 PCH系统的自适应 L2 增益干扰抑制方法 ,设计汽轮机调速系统的控制规律。仿真结果表明 ,这种控制方法能有效抑制干扰 ,可以在大干扰条件下提高系统暂态稳定性。

ASVG的非线性L_2增益干扰抑制控制器

将非线性鲁棒控制方法用于先进的静止无功发生器 ( ASVG)的控制。基于电力系统动态、耗散系统理论框架和非线性 L2 增益干扰抑制方法 ,建立了单机无穷大系统中的 ASVG鲁棒控制数学模型。模型中考虑了来自发电机转子轴上的机械功率扰动和 ASVG输出电压的扰动。并在此基础上 ,采取递推设计方法构造能量存储函数 ,以避免求解 Hamilton- Jacobi- Issacs不等式 ,从而得到ASVG的非线性 L2 增益干扰抑制控制规律。单机无穷大系统的仿真结果证明 ,与传统 PID+PSS控制方式相比 ,在此控制规律下 ,ASVG能够更有效地阻尼系统振荡 ,提高系统暂态稳定性能。

基于L_2干扰抑制理论的电动汽车车身稳定系统控制

考虑四轮轮毂电动汽车(4WID)四轮驱动力矩独立可控的特点,针对路面干扰、路面不规则应力、车轮侧偏刚度系数动态变化、传感器量测误差等干扰因素引起的左右车轮垂直负载不平衡问题提出了一种基于直接横摆力矩控制策略的L_2干扰抑制算法研究4WID电动汽车的车身稳定控制问题。通过对车身稳定系统误差模型的推导,引入前轮转向角干扰,采用Backstepping方法实现有限L_2增益系统的严格耗散,设计了多目标跟踪鲁棒干扰抑制车身稳定控制器。最后基于Carsim和Simulink联合仿真平台证明了提出的控制系统的跟踪性能和扰动抑制能力。

PMSM非线性解耦控制系统的L_2增益干扰抑制

为了克服电机参数变化和负载扰动的不确定性对永磁同步电机动态解耦控制系统性能造成不利影响,提出一种带干扰抑制的永磁同步电机调速系统的非线性解耦控制方法,将参数变化和负载转矩扰动作为扰动输入,基于Lyapunov函数设计系统的状态反馈控制器,使得闭环系统对所有有界干扰是内部稳定的,且从扰动输入到输出满足任意小的有界L 2增益.仿真和试验结果表明:该控制策略能有效地改善调速系统的动态性能,增强其鲁棒性和抗干扰能力.

多机系统励磁的非线性L_2增益干扰抑制控制

针对多机电力系统,基于严格耗散理论,提出了一种新的能够实现干扰抑制的励磁鲁棒非线性控制策略,在实现过程中不需要任何线性化方法。对三机系统的仿真结果表明,提出的励磁控制策略可提高电力系统暂态稳定性。

基于H∞和L2干扰抑制的PWM整流器双闭环控制

为了解决模型不确定和外部干扰对PWM整流器稳定控制的影响,提出了基于H_∞和非线性L_2干扰抑制控制的双闭环控制方法。电压外环以电压偏差和功率偏差构建布鲁诺夫斯基标准型,基于目标全息控制方法,得出了线性最优控制解。电流内环采用非线性L_2增益控制方式,有效抑制了由模型参数不确定和外部干扰对大范围运行稳定性的影响。仿真验证和实验结果表明:相对于传统的比例积分控制方法,新的控制方法可以明显加快整流输出电压的稳定速度和单位功率因数的电流跟踪能力,对于提高PWM整流器动态稳定控制能力具有重要意义。

双馈风电机组网侧变换器L_2增益干扰抑制控制

为减小外界干扰对直流母线电压的影响,实现双馈风电机组网侧变换器的控制目标,文章设计了网侧变换器L2增益干扰抑制控制律。该控制策略以广义Hamilton理论为基础,避免了求解HJI偏微分不等式,减小了建模误差对控制性能的影响。仿真结果表明,文章设计的控制律能够实现系统渐进稳定控制,对外界干扰有较好的抑制能力,改善了控制系统的性能。

基于L_2干扰抑制的压电换能器控制

为了降低压电元件运行中的干扰对超声波发声系统的影响。首先通过类比压电振动模型与压电等效电路模型,得到了可反映压电振动状态的的压电等效电路微分方程,基于线性分式变换(LFT)构建了考虑元件干扰的压电换能器状态模型。然后分析整合状态空间模型,将系统各个干扰整合视为系统扰动,得到含有系统扰动的线性状态空间模型;最后基于L2干扰抑制理论设计系统的反馈控制律。结果表明,仿真系统在存在符合白噪声分布的干扰的情况下,控制律使系统运行状态良好。

基于非线性干扰观测器的L_2滤波反步控制

针对一类多输入多输出高阶不确定非线性系统,提出一种基于非线性干扰观测器的L2滤波反步控制方法。利用非线性干扰观测器对系统的未知复合干扰进行在线估计,基于李雅普诺夫稳定性理论设计指令滤波反步控制器,避免常规反步法由于对虚拟控制迭代求导造成控制器复杂的问题,设计L2干扰抑制鲁棒控制器减弱了观测器误差对控制精度带来的影响。针对某三阶不确定非线性系统进行仿真验证。研究结果表明:非线性干扰观测器能够有效估计系统的复合扰动,且L2干扰抑制方法能够在观测器存在误差时提高控制精度。

持续有界路面激励下的车辆主动悬架可靠L_1干抗抑制控制

在车辆主动悬架控制中,路面激励通常可作为一类持续有界的外部干扰建模。针对该问题提出车辆主动悬架的可靠L_1干扰抑制控制方法。区别于以往的H_∞/GH_2控制方法,无需假设路面干扰为能量有界的情况。在控制器设计中,使用L_1性能指标提高汽车悬架的舒适性,同时保证悬架的其它性能,如悬架动行程、轮胎动载荷、控制饱和和执行器错误。以线性-分数矩阵不等式给出控制设计条件,控制器可根据凸优化方法和广义特征值问题求得,且相应的闭环系统具有指数稳定性及L_1干扰抑制性能。最后通过数值实例表明,在持续有界的正弦型和随机白噪声路面激励下,系统具有理想的驾驶舒适性能,并能保证悬架硬约束。

感应电机的L_2增益鲁棒控制

电机电阻在运行过程中会发生较大范围的未知变化,对感应电机的控制性能造成不利影响。该文针对工程中常用的三阶感应电机模型,根据L2增益干扰抑制理论设计了鲁棒控制器。在误差动态方程中,将由未知电阻引起的不确定项看作系统的干扰,设计控制器使得干扰信号对评价信号的L2增益小于给定的性能指标。仿真结果表明,即使转子电阻偏离其标称值很多,控制器仍然能够保持优良的转速与磁链跟踪性能。

FACTS的PCH模型与自适应L_2增益控制 (一)理论篇

采用预置反馈方法 ,将电力系统中存在的一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统 ,从而导出了单机无穷大电力系统下 SVC的 PCH(端口受控哈密顿 )模型。针对系统的外界干扰和参数不确定性问题 ,设计了相应的自适应 L2 增益控制规律。文中直接采用哈密顿函数作为存储函数 ,不仅保证了数学上的严密性 ,且具有明确的物理意义。仿真结果表明 SVC采用自适应 L2 控制规律 ,不但可以确保系统渐近稳定 ,而且可以有效抑制干扰 。

提高送端多直流落点系统暂态稳定性的L_2增益控制

提出了一种改善送端多直流落点系统暂态稳定性的L2增益控制。首先将送端直流线路传送的有功功率简化为送端系统的正的有功负荷,构造送端多直流落点系统非线性微分代数方程模型;然后采用预置反馈的方法,得到包含多条直流线路的结构保持模型的拟哈密尔顿实现;最后基于拟哈密尔顿实现,针对系统外界干扰,通过非线性干扰抑制方法,得到高压直流与发电机励磁的控制规律,使得系统的干扰量到输出量的L2增益低于给定的水平。仿真结果表明,与传统控制器比较,所设计的控制器能够保证系统的渐进稳定性,有效抑制干扰,具有较强的鲁棒性。

EKF状态估计交流跟踪非线性L2励磁控制

针对传统非线性鲁棒自适应控制缺乏最优控制功能的不足,依据反演设计、直接反馈线性化和最优控制相关理论,提出了交流跟踪非线性鲁棒最优励磁控制方法。采用扩展卡尔曼滤波(EKF)估计和交流跟踪比较的方法,实现了用状态参数和发电机端电压的快速获取。依据估计和计算得到的状态参数,确定了励磁系统的运行点,最终实现了全运行状态的非线性鲁棒最优励磁控制。仿真结果表明:在动态条件下,EKF能够实现发电机状态的快速估计;交流跟踪基准电压信号能够快速跟踪发电机端电压的变化;非线性鲁棒最优自适应励磁控制既能实现不确定参数的自适应和L2增益干扰抑制,同时具备了传统反演设计不具备的最优控制功能。

互联多输入系统的分散自适应L_2增益控制

为了实现一类非下三角结构互联多输入系统的鲁棒控制,提出一种基于状态量测的非线性自适应L2增益分散干扰抑制方法,并给出了规律性计算公式,克服了反复递推设计的不足,通过控制律中引入K类函数,提高了状态变量的收敛速度.该方法应用到了多机广域电力系统分散励磁控制中,仿真结果表明:在大扰动情况下,相对于传统L2增益抑制方法,新方法能够有效抑制外部干扰,提高各状态变量的响应速度,对于增强电力系统的暂态稳定性具有重要意义.

基于广义Hamilton系统理论的SVG非线性控制

考虑静止无功发生器(static var generator,SVG)的非线性和能量耗散特性,基于系统模型的广义Hamilton系统实现,设计非线性控制器。论述了广义Hamilton系统及其实现问题。针对SVG的工作原理建立其非线性动态模型,依据系统模型特性,选取适当的结构矩阵和Hamilton函数,完成了系统的广义Hamilton实现。针对SVG模型的广义Hamilton实现,引用L_2干扰抑制控制方法,设计单负荷-无穷大系统中运行的SVG非线性控制器,并利用电力系统分析综合软件(PSASP)对所设计的控制器进行不同负载情况下的仿真,数字仿真结果表明了控制器有较好的补偿效果,并能够维持负载母线电压的稳定。

基于L2增益的永磁同步电动机无速度传感器的自抗扰控制

针对面装式永磁同步电机转速调节问题,提出了一种新颖的调速系统。利用L2增益干扰抑制理论设计了鲁棒速度控制器,使得控制器能够满足干扰抑制和子系统的渐进稳定;利用自抗扰控制技术设计了q轴电流控制器,具有对电流较强的适应性、鲁棒性和可操作性。针对速度估计问题,利用一种模型参考自适应方法估计转速和位置,节约了成本和增强了系统的可靠性。仿真结果表明,该方法设计的系统能很好地抑制扰动和跟踪给定,具有良好的动、静态性能。

基于L2理论的压电换能器控制

着重研究超声波发声系统中压电结构的状态空间模型构建和相应的控制策略。通过压电换能器的振动模型和匹配电路模型类比,使得压电振动状态可通过检测压电工作电流得到,同时可以得到控制系统的微分方程模型。考虑系统的各种干扰,根据线性分式变换(LFT)将系统微分方程模型转变为系统状态空间模型。通过得到的状态空间模型整理变形,将系统的各个干扰整合,笼统的视为一项系统扰动,得到含扰动的状态空间模型,并基于此,采用L2干扰抑制控制策略。最后仿真结果显示系统运行状态好。

基于L_2干扰抑制的船舶柴电机组滑模控制调速器设计

为提高系统对电网参数变化的鲁棒性,降低系统固有干扰对电力系统频率的影响,在分析柴油发电机组非线性数学模型的基础上,提出基于L2干扰抑制的船舶柴电机组二阶滑模控制调速器设计.仿真结果表明,在电力系统突加突减负载时,调速器能有效抑制电网参数变化和系统固有干扰对柴油发电机组频率输出的影响.