Nonlinear VSC Technique for Power System Integrate Controllers

This paper studies the nonlinear variable structure control (VSC) technique for designing power system integrate control systems which include an excitation controller and fast valve controller.A new method is applied to find nonlinear switching surface in deriving the control strategy.The responses to various large perturbation are simulated.The simuulation results show that the nonlinear VSC technique for integrated control systems can considerably improve the transient stabilization limitation of power systems and improve the dynamic properties of the generators.

考虑机端电压限制的多重非线性变结构励磁控制

针对电力系统暂态过程的非线性特性,设计了一种考虑电压限制的多重非线性变结构励磁控制器,根据控制目标将控制器分2层设计。下层控制器由稳定控制和电压限制控制组成。稳定控制通过计算系统的暂态能量函数,得到稳定流形作为切换面,然后设计相应的变结构非线性励磁控制律,将系统限制在所设计的稳定流形上,以稳定系统;电压限制控制则利用零动态原理,使电压回复到限制区内。上层控制器通过适当的切换律,将下层控制器进行切换,在稳定系统和限制机端电压之间进行协调。在设计时考虑了系统参数不确定性,从而控制律具有一定的鲁棒性。稳定控制设计中未使用任何线性化方法,因而控制律对系统的非线性特性完全适应。实验结果表明所设计的控制器在稳定系统的同时,有效的限制了机端电压。

空间飞行器大角度机动递阶饱和控制律设计

针对以飞轮为执行机构的空间飞行器进行姿态大角度机动递阶饱和控制。在初始状态任意,反作用轮输出力矩受限、速率饱和约束条件下,提出递阶饱和的变结构机动策略,即针对飞行器的运动学模型,利用飞行器的误差四元数和角速度,通过绕瞬时欧拉轴旋转,引入误差四元数限幅器,对姿态偏差进行逐次消除,提出了不需事先规划轨迹的绕欧拉轴逐次逼近控制算法。并且引入模糊推理规则来改进递阶饱和变结构控制设计,使得系统轨迹既能快速趋近滑动面又能降低抖振,有效减弱了一般变结构控制律中抖振问题,从而提高了变结构控制律的品质。

具有模糊监督控制器的积分变结构间接自适应控制

针对一类不确定非线性系统,基于变结构控制原理,并利用具有非线性可调参数的模糊系统去逼近过程未知函数,提出一种具有模糊监督控制器的积分变结构间接自适应控制方案．该方案通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界．进一步,通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响．理论分析证明了跟踪误差收敛到零．仿真结果表明了该方法的有效性．

二阶系统模糊变结构控制器设计及稳定性分析

采用滑模变结构控制时不可避免会产生抖振问题,尤其是对于那些变参数及具有不可测量持续扰动的系统,通过常规方法难以克服抖振对系统控制性能带来的不利影响。为此将模糊控制与滑模变结构控制相结合,设计了一种模糊变结控制器,既保持了变结构控制的鲁棒性及快速性,又能较好地消除抖振现象,并利用描述函数法分析了该控制系统的稳定性。最后通过一个具体的导弹变系数二阶控制系统的应用实例验证了该控制器的性能。

带自调整因子的模糊变结构汽门控制

采用一种新的带自调整因子的模糊变结构汽门控制规律，对电力系统的暂态过程进行控制。这种控制方式既保留了传统的滑动模态控制的优点，又解决了高频抖动的问题，同时也提高了控制的鲁棒性。经过对单机无穷大系统及多机系统的计算机仿真计算表明，采用这种方法，能更好地改善电力系统的暂态稳定性。

旋转导向钻井工具稳定平台模糊滑模控制研究

关于稳定平台是旋转导向钻井工具的重要环节。针对稳定平台存在的摩擦问题带来的不确定性,为提高平台系统的控制精度和稳定性,提出利用模糊控制理论与滑模变结构控制相结合的稳定平台控制系统。通过建立带摩擦的稳定平台模型,设计出变结构控制器和自适应模糊系统逐步逼近等效控制,并对切换项进行模糊逼近,以平滑不连续控制。仿真结果表明方法既保证了控制系统对外界扰动和参数不确定性具有较好的鲁棒性,也实现了较高的稳定平台姿态控制精度,使闭环系统具有良好的动态性能。

异步化同步发电机与同步发电机并联运行的分散变结构控制

异步化同步发电机(ASG)能提高系统的稳定性,当其与同步发电机并联运行时,联合系统的状态方程必须建立在同一坐标轴下。该文首次建立了同步坐标轴下异步化同步发电机与同步发电机并联运行时的状态方程,并对所建立的状态方程使用分散变结构控制的方法进行了励磁控制器的设计,仿真结果表明该方法有较好的动态响应,能提高系统的稳定性。

船舶舵鳍联合减摇模糊变结构控制研究

分析了船舶运动的非线性模型,根据实际情况进行假设,得到了船舶舵鳍联合减摇控制系统的状态方程,把非线性船舶舵鳍联合控制模型转化为可控正则型;将船舶运动模型看作是由横摇、艏摇、横荡3个子系统构成的大系统,进行了舵鳍联合控制,设计了舵鳍联合控制器和分散非线性变结构控制器,为了改善控制的品质,又进一步提出了模糊趋近律变结构控制的方法,最后针对减摇控制器进行了MATLAB仿真研究。仿真结果表明:舵鳍联合控制器能够很好的抑制船舶的横摇和艏摇,并能尽可能的减小横荡。

具有未知类反斜线回滞系统的自适应模糊控制

基于变结构控制原理,利用模糊逻辑系统对未知函数进行在线逼近,提出了一种具有监督器的自适应模糊控制方法.该方法通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界,并引入最优逼近误差的自适应补偿项以消除建模误差的影响.通过李亚普诺夫方法,证明了跟踪误差收敛到零的一个小邻域内.仿真结果表明了该方法的有效性.

机载激光通信终端的模糊变结构跟踪方法研究

机载激光通信系统中视轴的稳定性决定了通信质量的高低,该过程是一个典型的非线性问题。为保证通信链路的建立与稳定,提出一种模糊变结构控制方法。借助变结构思想将模型线性化处理,并用模糊算法来确定切换增益的取值,以削弱抖振。该方法响应迅速且易于实现。仿真结果表明,该方法对机载环境下的激光通信终端所受到的扰动与系统参数摄动具有很好的抑制作用,能够实现视轴的快速稳定跟踪。

发电机变结构模糊逻辑稳定器

本文基于发电机速度和加速度相平面上的正态型模糊隶属函数以及控制和机端电压平面上的戒上型模糊隶属函数，提出了电力系统发电机的变结构模糊逻辑励磁稳定器．稳定信号不仅依赖于发电机运行的速度和加速度的状态，而且依赖于发电机端电压的实际状态。仿真分析表明，这种变结构模精逻辑稳定器不仅可以改善电力系统的稳定性，而且可以改善发电机端电压的调节精度。

使用零动态和变结构控制的发电机非线性综合控制

针对电力系统暂态过程的非线性特性,利用励磁控制和汽门控制的特点,以功角和电压稳定为目标提出一种发电机汽门和励磁综合控制思想。励磁控制以稳定电压为目标,结合基于零动态和变结构控制的概念和原理进行设计,有效地维持了电压水平。汽门控制以功角稳定为目标,通过计算零动态系统的暂态能量函数,利用Lyapunov稳定理论,得到稳定流形作为切换面,然后设计相应的变结构非线性汽门控制律,将零动态系统限制在所设计的稳定流形上。变结构控制的特性使控制律具有一定的鲁棒性。汽门控制设计中未使用任何线性化方法,因而控制律对系统的非线性特性完全适应。试验结果表明所设计的控制器不仅对小干扰和大干扰暂态过程具有很好的稳定作用,而且在动态过程中能很好地稳定电压,动态过程具有更好的供电品质。

非线性大系统的分散自适应模糊控制

本文针对非线性大系统，利用模糊系统的逼近能力，提出了一种分散自适应模糊控制器设计的系统方法．控制结构中采用分散模糊系统去自适应补偿过程不确定性，同时用模糊控制器的输出代替常规变结构控制律中的符号函数．利用李亚普诺夫理论，证明了控制算法是全局稳定的，跟踪误差可收敛到零的一个邻域内．

可控串补(TCSC)模糊变结构控制器

本文分析设计了基于模糊逻辑的可控串补变结构控制器 .该控制器对不确定参数变化和外部干扰呈不灵敏性 ,决策过程与网络结构和系统的工作点无关 .仿真结果表明 :所设计的控制器具有较好的动态性能和鲁棒性 。

非线性系统的积分变结构间接自适应模糊控制

讨论了一类不确定非线性系统的间接自适应模糊控制问题 .基于变结构控制原理 ,并利用具有线性可调参数的模糊系统去逼近过程未知函数 ,提出一种具有监督控制器的积分变结构自适应模糊控制方法 .该方法通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界 .进一步通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响 .理论分析证明了跟踪误差收敛到零 .

基于模糊调节的Stewart平台积分滑模变结构控制器的设计

Stewart平台具有高度非线性、各个通道之间的负载交联耦合以及参数不确定性的特点。针对这些问题,提出了一种基于模糊调节的积分滑模变结构的控制方法,仿真表明,当系统中存在大范围参数变化和负载变化时,该方法表现出良好的跟踪性能,且对Stewart平台伺服系统通道间负载交联耦合也具有良好的抑制效果,同时,滑模控制产生的颤振现象得到了很好的抑制。该方法对Stewart平台类机构控制器的设计具有一定的借鉴意义。

带等效控制项的非线性变结构汽门控制器的研究

提出了一种引入等效控制项的非线性变结构汽门控制规律。这种控制方式既保留了传统非线性变结构控制的优点，又简化了设计，解决了高频抖动的问题。通过对单机－无穷大系统及多机系统的计算机仿真计算，验证了这种方法能更好地改善电力系统稳定性。

基于模糊滑模控制的再生制动系统稳定性分析

针对电动汽车再生制动系统稳定性问题,将模糊滑模控制技术应用于再生制动过程的稳定性研究。分析了再生制动过程中3种制动模式之间的相互关联以及动态演化,并综合考虑车辆制动稳定性及制动能量回收率,提出了电机再生制动力和前后轮液压制动力协调控制的最大化制动力分配策略;以滑移率为控制目标,将模糊控制与变结构控制相结合,建立了基于电机再生制动的稳定性模糊滑模控制策略;依据实车参数,对控制策略模型进行了仿真分析。研究结果表明,模糊滑模控制实现了电动汽车制动模式的合理切换,并验证了控制策略的有效性。

一类不确定动态系统的输出反馈模糊变结构控制

对于一类具有非线性不确定性及外加干扰的系统，本文提出了一种模糊变结构控制方案，控制中只利用系统输出信号和一些辅助信号．利用李亚普诺夫方法，证明了闭环系统全局ＢＩ－ＢＯ稳定．仿真表明该控制方案可回避通常滑模控制中不可避免的颤动，且系统具有很强的鲁棒性．