基于Luenberger观测器的不确定系统鲁棒状态反馈设计

针对不确定系统测量输出矩阵含有不确定参数的问题,提出一种基于新龙伯格(Luenberger)类型观测器的鲁棒状态反馈设计方法.首先,针对实践中状态变量难以测量的问题,通过观测状态的反馈来进行观测器设计,考虑不确定系统中测量输出矩阵含有不确定参数的情况,设计一种新龙伯格类型观测器;其次,在新龙伯格类型观测器基础上,结合多仿射表示和松弛变量框架,得到与李亚普诺夫函数相关的凸线性矩阵不等式(LMI)条件,进而对闭环系统进行基于线性矩阵不等式组的鲁棒稳定性分析;最后,通过实验检验上述条件的可行性,证明该方法的实用性和有效性.

基于Luenberger观测器的高速PMSM无传感器技术研究

在永磁同步电动机系统中,机械位置传感器的使用会增加系统的体积和成本,降低系统可靠性,因此无传感器控制技术已成为电机控制领域的研究热点。首先提出了基于龙伯格(Luenberger)观测器的高速永磁同步电动机无传感器控制技术,分别实现了对电机转子速度和位置的估算;同时采用了频率预畸变双线性变换的离散化算法,以保证Luenberger观测器在离散化前后对电机基波角频率处的信号具有相同的响应特性。最后对Luen-berger观测器进行了仿真验证,由仿真结果可知,采用频率预畸变双线性变换的Luenberger观测器对转子速度和位置均具有较高的估算精度。

基于奇异摄动和Luenberger观测器的PMLSM无传感器控制

针对永磁直线同步电机直接驱动系统的双时间尺度特性,根据奇异摄动理论将直接驱动系统的数学模型分解得到快、慢两个电气子系统。由快变电气子系统模型采用L uenberger观测器构建快的位置估计器,通过慢变电气子系统构建慢的速度估计器。无位置传感器永磁直线同步电机闭环控制系统的计算机仿真结果表明,所提出的算法既该方法既具有较高的辨识精度又有相对少的计算量。能满足PML SM直接驱动系统无传感器实时控制需要。

Luenberger观测器在永磁同步电机无传感器控制中的应用研究

在永磁同步电机(PMSM)矢量控制中,根据Luenberger观测器原理,提出了一种基于Luenberger观测器的PMSM转子速度和位置的估算方法,有效解决了PMSM由于机械传感器安装带来的一些弊端。利用MATLAB/Simulink工具搭建控制系统仿真模型并进行仿真验证,仿真结果表明控制系统具有良好的控制性能。最后,在以STM32F103ZET6为控制核心的硬件系统上进行算法的实现,试验结果表明基于Luenberger观测器的PMSM控制系统具有较高的控制精度且稳定性较好。

基于双Luenberger观测器的永磁同步电机预测控制研究

在工业环境中,永磁同步电机存在启动困难、抗干扰能力差、动态响应慢的缺陷。而传统单Luenberger观测器很难同时兼顾电流扰动或转速响应,针对这一问题,发挥Luenberger观测器对精度和稳定性的改善作用,提出双Luenberger观测器与预测控制结合的控制策略。首先基于单步模型预测控制和矢量控制策略构成了永磁同步电机控制系统,再根据负载扰动影响和数学模型,构造速度环上基于负载、转速的Luenberger观测器观测作为扰动估测和速度调节,然后进一步建立电流环上的观测器并引入预测控制系统进行电流预测的优化。最后在MATLAB仿真上搭建模型进行测试,结果表明使用该控制策略能够提高抗扰动能力,改善动态响应并得到更准确的扰动观测。

基于Luenberger观测器的SVG三矢量预测直接功率控制研究

传统有限控制集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)在一个控制周期输出单一的开关状态,在低采样频率下,控制精度不理想,且不固定的开关频率导致滤波器较难设计;三矢量预测电流控制(Three-vector Model Predictive Current Control,TV-MPCC)提高了控制精度且使开关频率固定;为提高静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)的动态响应速度和抗干扰能力,降低网侧输入电流谐波含量,提出了一种基于Luenberger观测器的三矢量预测直接功率控制算法(Three-vector Model Predictive Direct Power Control,TV-MPDPC);该控制算法的内环采用三矢量预测直接功率控制,比FCS-MPC有更好的控制精度,比TV-MPCC具有更好的动态响应性能;同时,针对该控制策略对参数(特别是对并网电感的参数)依赖性高,提出了采用Luenberger观测器对由参数失配产生的干扰进行补偿,仿真结果验证了该算法的有效性和可行性。

Luenberger观测器与LADRC在稳瞄系统中的应用

针对稳瞄系统的性能有一定改进空间,而对象机械特性又改善受限的问题,试图从电气控制角度寻求更好的解决方法。为此,以某上反稳瞄系统为平台,对Luenberger观测器和LADRC(线性自抗扰控制器)两种能提高系统性能的先进控制算法进行了半实物仿真研究。首先,介绍了Luenberger观测器和LADRC的基本原理。其次,对某上反稳瞄系统的对象特性进行了分析,设计了基于两种控制模型的控制器参数。然后,运用MATLAB/Simulink工具和d SPACE半实物仿真系统,对某上反稳瞄系统进行了两种控制算法的对比研究。Luenberger观测器的控制性能相对较好,受噪声的影响,离工程实现还有一段距离。如何有效抑制噪声有待进一步研究。

基于Luenberger观测器的无速度传感器DTC系统

为了提高定子磁链的观测精度,本文将Luenberger观测器用于直接转矩控制系统中以观测磁链;在此基础上,依据Lyapunov理论构造了速度自适应观测器。仿真和实验结果表明:Luenberger观测器提高定子磁链的观测精度,速度自适应观测器可以提高速度的观测精度,从而改善系统在较低转速下的动态性能。

基于NDF和Luenberger观测器的IPMSM弱磁控制

内置式永磁同步电机(IPMSM)传统电流PI调节器参数固定,无法根据实时工况调整参数,且参数调整难以兼顾系统的快速性和稳定性。设计第一重模糊控制器,利用模糊控制较强自适应性特点对电流PI调节器进行参数实时调整,提高系统鲁棒性和响应特性。IPMSM在高速弱磁区域易受饱和效应和交叉饱和效应的影响,交直轴电感非线性变化,系统控制性能下降。设计第二重模糊控制器,将电感参数变化转为矢量电流调节方法,提高系统弱磁控制性能。通过Luenberger观测器观测结果对电流环进行前馈修正,实现转速补偿并提高对扰动的响应速度,快速实现对扰动的平衡。仿真结果表明,上述策略能够有效提升IPMSM电感非线性变化和外部扰动下的弱磁控制性能。

多通道线性系统的Luenberger观测器

本文针对多通道线性系统.给出了Luenberger形式的观测器,讨论了其收敛的条件.利用多通道线性系统特征结构配置理论.给出了设计的方法,并给出了实例和仿真结果.

基于Luenberger观测器的稳瞄系统应用研究

采用Luenberger观测器进行稳瞄系统的设计,关键在于观测器补偿器的设计及低通滤波器的频带选择。进行了离线仿真、基于dSPACE的半实物仿真、静态试验及动态扰动试验,通过各种滤波手段抑制了系统噪声,与各种常规控制方法进行了对比,系统稳定性、稳定精度及鲁棒性都得到了有效提高,试验取得了较好的效果。

DoS攻击下基于切换Luenberger观测器的冗余控制

研究了DoS攻击下网络化控制系统基于观测器的控制器设计问题.首先,提出了一种具有多个增益的切换Luenberger观测器,实现了无DoS攻击时系统状态的间歇性估计.根据获得的估计值,控制器同时计算了系统当前以及未来一段时域的控制信号,并将其封装在一个数据包中发送给执行器,保证了系统在有无DoS攻击时都有合适的控制输入更新.其次,利用构造的切换系统对DoS攻击下观测器与控制器的不同动态进行了统一的建模,基于多Lyapunov函数方法推导了任意切换律下系统指数稳定的充分条件,并给出了相应的观测器与控制器设计方法.最后,通过网络化倒立摆系统的实验验证了所提方法的有效性.

基于Luenberger观测器的降阶H_∞控制器的设计

本文主要研究了基于Luenberger观测器的H∞降阶控制器的设计问题,该观测器是干扰解耦的。首先利用LMI方法提出了求解H∞状态反馈增益的充要条件,然后对该控制器进行渐近降阶观测,基于Sylvester矩阵方程的显示通解的参数化设计方法,实现了线性系统的降阶H∞控制器的设计,最后给出了相应的降阶H∞控制器设计算法。

基于自适应Luenberger观测器的永磁同步直线电机无位置传感器控制

传统无位置传感器控制系统的位置信息处理一般采用PI调节器。针对PI调节器存在参数整定、跟踪性能差和抑制干扰能力弱等问题,提出了一种新型的自适应Luenberger观测器。利用脉振高频电流注入法(HFI)获得高频位置信号,根据电机的动力学方程建立Luenberger观测器并对速度、负载扰动进行观测,采用神经网络建立参数自整定的控制器取代观测器中的PID控制,实现了永磁同步直线电机(PMLSM)的无位置传感器控制。仿真结果表明,在速度变化与负载扰动同时存在的情况下,基于自适应Luenberger观测器的PMLSM控制系统的速度估算误差最大值为2×10^-3 m/s,位置估算误差最大值为-3×10^-5 rad,具有良好的跟踪性能和抗干扰性能。

基于RBF神经网络及Luenberger观测器的反演设计

针对高超声速飞行器部分状态发生不可测量问题,提出基于观测器的系统控制器设计。将所设计的被观测系统在某平衡点处线性化,用Luenberger观测器理论设计观测器增益,得到渐近收敛于系统真实状态的状态观测值。采用状态观测器与控制器分开设计的方法,应用反演控制技术,引入指令滤波器,使得伪控制量的导数可以轻易获得,简化了设计。针对系统中存在高频未建模动态,采用RBF神经网络对其进行逼近,以增强系统的跟踪性能。利用Lyapunove稳定性理论保证闭环系统有界且跟踪误差收敛于原点附近的小邻域内。通过在六自由度模型上的仿真,表明了所提方法的可行性与有效性。

鲁棒Luenberger观测器设计

观测器控制系统中的观测器条件是系统的状态观测值渐近收敛于系统真实状态的根本条件。本文首先提出了Luenberger观测器设计的一种参数方法,然后根据使观测器条件误差为最小的准则,考虑了具有参数摄动的系统的鲁棒Luenberger观测器设计问题,给出了简单、有效的算法。仿真结果说明了本文方法的有效性。

线性系统对偶Luenberger观测器设计

提出了线性系统对偶Luenberger观测器的参数化设计方法.基于一类广义Sylvester矩阵方程的显式参数化解,根据一些自由参数给出了对偶Luenberger观测器所有增益矩阵的参数化表达.该设计方法能提供所有的设计自由度,它们能进一步用来实现系统的其他性能指标.数值例子显示了该方法的设计过程.

基于Luenberger观测器PMSM无传感器控制策略

为降低永磁同步电动机控制系统的成本和体积,提高控制系统的可靠性,设计一种双闭环磁场矢量控制的永磁同步电机无传感器的控制方法。构建了永磁同步电动机的数学模型,引入Luenberger观测器的状态方程,构造了观测器模型。对永磁同步电机中含有角度信息参数的观测,使用锁相环计算得到电机转子位置及转速。使用Simulink搭建永磁同步电机的控制系统并进行仿真验证,由仿真结果可知,该控制方法对电机转子位置及转速的估算准确。

具有环路复现特性的Luenberger观测器设计(二)

从一个一般的环路传递复现(Loop transfer recovery)条件出发,基于线性系统Luenberger函数观测器设计的一种参数化方法,给出了具有环路复现特性的Luenberger观测器设计的一种方法。该方法适用范围广,且具有较小的保守性。数值算例说明了共有效性。

基于扩展Luenberger观测器的高超声速飞行器反步控制

针对高超声速飞行器部分状态发生不可测量问题,将状态观测器和反步法设计相结合,提出基于扩展Luenberger标准观测器的控制器方法,将所设计的被观测系统在某平衡点处线性化,用Luenberger观测器理论设计观测器的增益值,得到渐近收敛于系统真实状态的状态观测值。应用反步控制技术,通过在反步法中引入指令滤波器,使得伪控制量的导数可以轻易获得,简化了设计。通过在六自由度模型上的仿真,表明所提方法可行、有效。