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随机系统事件驱动控制策略的研究与设计 预览
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作者 邹山花 高毅 彭力 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第17期100-106,共7页
随着传感器和网络技术的发展,无线传感器网络广泛应用于各种场景,然而在多数应用中,传感器节点的能量无法得到补充。另外由于电子开关元件的使用寿命多以触发次数为量度,这使得如何有效利用能源、延长网络的工作寿命成为需要考虑的关键... 随着传感器和网络技术的发展,无线传感器网络广泛应用于各种场景,然而在多数应用中,传感器节点的能量无法得到补充。另外由于电子开关元件的使用寿命多以触发次数为量度,这使得如何有效利用能源、延长网络的工作寿命成为需要考虑的关键因素之一。讨论随机系统的一种事件驱动控制机制,设计控制策略决定控制器何时发送控制数据,平衡系统性能和驱动频率。通过一类二次性能指标函数推导出这种控制策略,分别就状态反馈和输出反馈设计出性能指标计算公式,推理出性能指标上界,并将定理中的条件转化为可以使用线性矩阵不等式工具箱求解的LMI。通过理论分析和实验,验证了控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 事件驱动 状态反馈 输出反馈 线性矩阵不等式(LMI)
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直流电机控制系统性能评价及控制优化 预览 被引量:1
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作者 辛悦夷 李奇达 《自动化仪表》 CAS 2019年第1期90-94,98共6页
随着工厂中控制回路的增多,对控制系统进行性能评价,并对控制器进行优化非常必要。对基于最小方差准则的性能评价方法进行理论研究和算法推导,采用了线性回归算法来评价控制系统的性能。同时,基于直流电动机模型设计极点配置反馈控制器... 随着工厂中控制回路的增多,对控制系统进行性能评价,并对控制器进行优化非常必要。对基于最小方差准则的性能评价方法进行理论研究和算法推导,采用了线性回归算法来评价控制系统的性能。同时,基于直流电动机模型设计极点配置反馈控制器,采用按极点配置设计状态观测器的方法,通过观测器模型设计完成状态反馈,利用被控的状态模型设计极点配置的复合控制器,完成两种设计方法的比较。利用Ackermann公式计算出状态观测器模型,完成系统设计。通过仿真,分析了基于极点配置及状态观测器设计的控制器的性能。对控制系统的性能进行实时评估与优化,对于保障工业生产过程的安全、有效运行具有十分重要的意义。 展开更多
关键词 最小方差 线性回归算法 极点配置 状态观测器 状态反馈 控制律 电机
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具有主动阻尼特征的LCL并网逆变器状态反馈控制方法 预览
3
作者 张琦 李锐 +2 位作者 张永平 任碧莹 孙向东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1698-1707,共10页
网侧阻抗波动与数字控制延迟会影响到 LCL滤波器型并网逆变电源的稳定运行。针对该问题,在考虑到数字延迟的基础上,建立系统的离散化状态空间模型,并进行状态反馈特征分析,据此研究一种具备主动阻尼特征的状态反馈控制方法。该方法将公... 网侧阻抗波动与数字控制延迟会影响到 LCL滤波器型并网逆变电源的稳定运行。针对该问题,在考虑到数字延迟的基础上,建立系统的离散化状态空间模型,并进行状态反馈特征分析,据此研究一种具备主动阻尼特征的状态反馈控制方法。该方法将公共耦合点电压作为系统的状态变量,分析该状态变量反馈对网侧阻抗波动引入的稳定性问题的改善作用。另外,在仅对网侧电感电流采样的基础上,研究对逆变电流进行状态重构与离散系统状态拓展方法,并通过这些状态变量的反馈控制设计,改善系统的稳定裕度与参数适应性。通过仿真与实验进行验证,结果证明分析的正确性以及控制方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 LCL并网逆变器 状态反馈 状态重构 稳定问题
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线性自抗扰技术在LCL逆变器并网电流控制及有源阻尼中的应用
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作者 杨林 曾江 黄仲龙 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期1378-1386,共9页
有源阻尼是解决LCL滤波器谐振问题的有效措施,传统的电容电流反馈有源阻尼方法需要增加额外的电流传感器,并网电流反馈有源阻尼存在微分信号提取困难等问题。为此,提出基于线性自抗扰技术(linear active disturbance rejection control,... 有源阻尼是解决LCL滤波器谐振问题的有效措施,传统的电容电流反馈有源阻尼方法需要增加额外的电流传感器,并网电流反馈有源阻尼存在微分信号提取困难等问题。为此,提出基于线性自抗扰技术(linear active disturbance rejection control,LADRC)的LCL逆变器并网电流控制及有源阻尼策略。基于LCL滤波器数学模型,设计三阶LADRC并网电流控制器,分析LADRC的跟踪和抗扰能力;将扩张状态观测器(extend state observer,ESO)得到的并网电流微分及二阶微分观测信号作为有源阻尼反馈量,以实现基于并网电流微分反馈的谐振抑制目标,避免了传统直接求取电流微分带来的噪声等问题。仿真和实验结果证明了本文所提策略的有效性。 展开更多
关键词 LCL型并网逆变器 有源阻尼 线性自抗扰控制 扩张状态观测器 状态反馈
基于状态积分反馈的大功率逆变器复合重复控制策略 预览
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作者 刘俊 胡国珍 《电测与仪表》 北大核心 2019年第2期110-115,133共7页
文中提出一种基于状态积分反馈的大功率逆变器复合重复控制策略,利用积分状态反馈改善逆变器动态特性,利用重复控制优化输出电压波形质量,从而在复杂工况的独立运行中,实现了大功率逆变器的波形质量优化与动态性能改善,解决了大功率逆... 文中提出一种基于状态积分反馈的大功率逆变器复合重复控制策略,利用积分状态反馈改善逆变器动态特性,利用重复控制优化输出电压波形质量,从而在复杂工况的独立运行中,实现了大功率逆变器的波形质量优化与动态性能改善,解决了大功率逆变器较低开关频率带来的输出特性控制难题。文章首先建立了大功率逆变器在离散域下的数学模型,基于该模型优化设计了状态积分反馈控制参数与重复控制器,进而建立大功率逆变器仿真模型,分别验证上述控制策略在突加突减阻感性负载、非线性负载和不对称负载等三种典型工况下的输出电压特性,仿真结果表明所提控制策略的有效性与可行性。 展开更多
关键词 逆变器 离散模型 状态反馈 重复控制
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高超声速飞行器有限时间LPV滑模控制器设计 预览
6
作者 赵阳 蔡光斌 +1 位作者 张胜修 侯明哲 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期107-114,共8页
高超声速飞行器在机动飞行时易受到外界扰动,若采用传统的状态反馈控制方法,闭环控制系统极易引起振荡,无法满足机动飞行指令信号跟踪的精度要求;若采用传统的滑模控制方法,由于系统存在奇异值的问题,且计算过程较为复杂,控制系统不易... 高超声速飞行器在机动飞行时易受到外界扰动,若采用传统的状态反馈控制方法,闭环控制系统极易引起振荡,无法满足机动飞行指令信号跟踪的精度要求;若采用传统的滑模控制方法,由于系统存在奇异值的问题,且计算过程较为复杂,控制系统不易于实现.针对上述问题,考虑高速机动飞行控制实际要求,提出了一种基于有限时间时变滑模的线性变参数(LPV)控制器设计方法并应用于高超声速飞行控制.首先不考虑外界扰动,通过传统的状态反馈控制方法使系统保持稳定.然后,在扰动存在的情况下,通过选取一个特殊的滑动函数,设计有限时间时变滑模控制律.为减小系统的抖振现象,引入饱和函数来替换控制律中的符号函数.经理论推导证明了闭环系统中的所有信号都是有界的,并且可以在预定的时间内将跟踪误差控制在零点的一个很小的邻域范围内.仿真验证结果表明,高超声速飞行器机动飞行条件下的状态量可在有限时间内稳定跟踪参考指令信号,且有效地抑制了闭环系统的振荡现象,验证了本方法所设计控制器的有效性. 展开更多
关键词 高超声速飞行器 LPV系统 有限时间控制 时变滑模 状态反馈
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离散系统有限时间稳定预测控制 预览
7
作者 张双 刘晓华 《运筹与模糊学》 2019年第1期6-13,共8页
针对一类离散时间线性时不变系统,研究其有限时间稳定预测控制问题。将有限时间稳定的概念引入预测控制中,借助状态反馈,建立有限时间稳定与预测控制之间的联系。通过构造Lyapunov函数将有限时域的最小化优化问题转化为具有线性矩阵不... 针对一类离散时间线性时不变系统,研究其有限时间稳定预测控制问题。将有限时间稳定的概念引入预测控制中,借助状态反馈,建立有限时间稳定与预测控制之间的联系。通过构造Lyapunov函数将有限时域的最小化优化问题转化为具有线性矩阵不等式的约束问题,采用线性矩阵不等式的方法,给出状态反馈控制率存在的充分条件。数值仿真结果验证了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 模型预测控制 有限时间稳定 状态反馈 线性矩阵不等式
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二元机翼的非线性气动弹性主动控制 预览
8
作者 张忠源 段静波 +1 位作者 史凤鸣 路平 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第2期109-113,共5页
以二元三自由度机翼为研究对象,实现了对气动非线性机翼的气动主动控制。基于ONERA动态失速模型和三自由度二元机翼运动方程,建立了机翼的非线性气动模型并整理成状态空间形式;使用线性矩阵不等式求解出极值点并通过建立映射关系完成对... 以二元三自由度机翼为研究对象,实现了对气动非线性机翼的气动主动控制。基于ONERA动态失速模型和三自由度二元机翼运动方程,建立了机翼的非线性气动模型并整理成状态空间形式;使用线性矩阵不等式求解出极值点并通过建立映射关系完成对反馈矩阵的求解,完成整个状态反馈控制系统的设计。仿真对比开环和闭环系统的超颤振速度条件下时域响应、“1-cos”阵风响应,对比结果表明,设计的反馈控制律可以有效地改善机翼气动特性。 展开更多
关键词 非线性 二元机翼 主动控制 状态反馈
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基于含间隙非线性的极限环补偿策略研究 预览
9
作者 迟平 马殷元 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期80-83,共4页
为解决伺服传动机构中因传动间隙引起的极限环振荡现象,提出一种基于含间隙双惯量控制系统的状态反馈补偿策略。首先建立含间隙的双惯量系统模型,然后针对全闭环伺服系统中出现的极限环振荡现象,提出陷波滤波器和状态反馈控制两种补偿策... 为解决伺服传动机构中因传动间隙引起的极限环振荡现象,提出一种基于含间隙双惯量控制系统的状态反馈补偿策略。首先建立含间隙的双惯量系统模型,然后针对全闭环伺服系统中出现的极限环振荡现象,提出陷波滤波器和状态反馈控制两种补偿策略,通过仿真证明了状态反馈补偿策略对间隙引起的极限环振荡现象有更好的抑制效果,最后在设计的含间隙传动平台上进行实验数据对比,进一步验证了该补偿策略的有效性,达到了有效提高系统控制精度的目的。 展开更多
关键词 间隙非线性 极限环振荡现象 补偿策略 状态反馈
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双馈风电机组低电压穿越下载荷控制研究 预览
10
作者 刘海军 陈重阳 《电气传动》 北大核心 2019年第2期33-39,共7页
为减小大型风电机组在低电压穿越过程中的冲击载荷,针对额定风速以上运行区域,基于状态反馈控制设计风电机组载荷控制器,提出利用2个多输入单输出系统实现转矩补偿及桨距角补偿,从而抑制低电压穿越情况下传动链及塔筒载荷。与利用线性... 为减小大型风电机组在低电压穿越过程中的冲击载荷,针对额定风速以上运行区域,基于状态反馈控制设计风电机组载荷控制器,提出利用2个多输入单输出系统实现转矩补偿及桨距角补偿,从而抑制低电压穿越情况下传动链及塔筒载荷。与利用线性模型对带通滤波器控制方法进行对比分析,然后通过非线性模型进行仿真验证。结果表明,所提控制方法能够减小低电压穿越下冲击载荷,控制效果优于带通滤波器控制。 展开更多
关键词 载荷抑制 线性模型 状态反馈 卡尔曼滤波器
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基于模式运动的一类复杂生产过程的状态反馈渐近稳定性 预览
11
作者 徐正光 王目树 郭玲利 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期249-261,共13页
针对基于模式运动描述的一类复杂生产过程的稳定性,给出了系统稳定的定义,提出了分析与判断系统渐近稳定的方法和充分条件.首先,介绍了基于模式运动的控制系统动力学描述方法.针对描述方法中的强非线性的分类、度量映射难以采用可运算... 针对基于模式运动描述的一类复杂生产过程的稳定性,给出了系统稳定的定义,提出了分析与判断系统渐近稳定的方法和充分条件.首先,介绍了基于模式运动的控制系统动力学描述方法.针对描述方法中的强非线性的分类、度量映射难以采用可运算函数描述的问题,推导并建立了相应的控制系统非线性状态空间模型.然后,利用李雅普诺夫稳定性理论研究了在状态反馈控制下时间离散、状态离散的非线性系统渐近稳定的充分条件,建立了系统输出的类别划分、状态空间模型的线性部分系统矩阵与系统渐近稳定的关系.最后,采用烧结机实际生产数据与非线性数值算例对该方法进行了仿真实验,结果验证了所提条件的有效性. 展开更多
关键词 模式运动 模式类别变量 渐近稳定性 模式分类 状态反馈 过程控制 复杂生产过程
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基于状态反馈的执行器故障容错控制 预览
12
作者 戴邵武 罗鑫辉 戴洪德 《海军航空工程学院学报》 2019年第2期205-210,共6页
针对线性离散系统的执行器故障,提出了一种基于状态反馈的容错控制方法。该方法在应用自适应卡尔曼滤波进行系统状态和故障同步估计的基础上,通过故障信息和状态估计进行状态反馈,对闭环系统进行极点配置,从而修正执行器故障造成的系统... 针对线性离散系统的执行器故障,提出了一种基于状态反馈的容错控制方法。该方法在应用自适应卡尔曼滤波进行系统状态和故障同步估计的基础上,通过故障信息和状态估计进行状态反馈,对闭环系统进行极点配置,从而修正执行器故障造成的系统误差,实现容错控制。最后,将该方法应用于飞行控制系统的执行器故障容错控制,仿真结果表明该方法不仅能够准确地进行故障估计,而且能够在故障情况下保证系统输出正常,具有一定的理论意义和实际工程应用价值。 展开更多
关键词 状态反馈 执行器 卡尔曼滤波 故障估计 容错控制
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基于线性二次型的电动汽车最优驱动控制系统的设计与仿真分析 预览
13
作者 刘旭杰 徐惠民 陈丰 《宿州学院学报》 2019年第6期80-84,共5页
设计了一种带有增磁回路的直流永磁同步电机驱动系统,以解决当前电动汽车普遍使用双电机驱动所造成的续航及调速问题;同时针对该驱动系统设计了一套带有IGBT模块的高精度PID控制系统。通过比较多种优化方法后,使用线性二次型算法对该控... 设计了一种带有增磁回路的直流永磁同步电机驱动系统,以解决当前电动汽车普遍使用双电机驱动所造成的续航及调速问题;同时针对该驱动系统设计了一套带有IGBT模块的高精度PID控制系统。通过比较多种优化方法后,使用线性二次型算法对该控制系统进行了优化。所得的加速度控制系统经过仿真模拟,在低速和高速状态下调速特性良好。为现阶段大多数电动汽车,仅靠单个电机无法同时满足电动汽车低速和高速状态下的工作要求的问题,提供了一种解决方案。 展开更多
关键词 电动汽车 同步直流电机 最优控制 状态反馈 线性二次型
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由Roesser模型描述的2D离散系统预见跟踪控制 预览
14
作者 范蓉 王为群 姚娟 《南京理工大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期209-216,共8页
为了提高2D系统的跟踪水平和响应速度,将参考信号的可预见信息引入到2D系统中,考虑由Roesser模型描述的2D离散系统的预见跟踪控制问题。采用在状态与稳态值间取差分的方式构造了增广误差系统,基于线性矩阵不等式(Linear matrix inequity... 为了提高2D系统的跟踪水平和响应速度,将参考信号的可预见信息引入到2D系统中,考虑由Roesser模型描述的2D离散系统的预见跟踪控制问题。采用在状态与稳态值间取差分的方式构造了增广误差系统,基于线性矩阵不等式(Linear matrix inequity,LMI)方法给出了增广误差系统在状态反馈下渐近稳定的充分条件,并提出了具有跟踪性能的预见控制器的设计方案,从而实现了2D系统的跟踪目的。数值算例说明,增加预见信息可显著提高由Roesser模型刻画的2D系统的跟踪性能。 展开更多
关键词 预见跟踪控制 增广误差系统 状态反馈 线性矩阵不等式
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基于扇形区域极点配置状态反馈H控制 预览
15
作者 谷美萱 姚波 王福忠 《动力系统与控制》 2019年第2期48-54,共7页
本文针对线性定常系统,在执行器无故障的前提下,研究了扇形区域极点配置的状态反馈H∞控制问题,以解决外部的扰动和限定闭环极点的区域位置对被控输出的影响问题。利用求解线性矩阵不等式的方法,将两类指标约束的状态反馈控制器设计问... 本文针对线性定常系统,在执行器无故障的前提下,研究了扇形区域极点配置的状态反馈H∞控制问题,以解决外部的扰动和限定闭环极点的区域位置对被控输出的影响问题。利用求解线性矩阵不等式的方法,将两类指标约束的状态反馈控制器设计问题转化成一组LMI的可行解问题,借助MATLAB-LMI工具箱进行有效求解,完成了状态反馈控制器的设计。所得结论不仅使极点配置在扇形区域内,而且能够使闭环系统保持稳定性且达到给定的H∞性能指标,保证了系统的性能,实现了期望的闭环极点。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。 展开更多
关键词 扇形区域极点配置 H控制 状态反馈 线性系统 线性矩阵不等式(LMI)
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高阶线性时滞控制系统的部分极点配置问题
16
作者 孙冲 《高等学校计算数学学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期27-44,共18页
考虑高阶线性时滞控制系统Mkzk+Mk-1z(k-1)+…+M1z+M0z=Bu (t-τ),(1)其中Mj∈Rn×n(j=0,1,…,k)是系统的系数矩阵且Mk非奇异,B∈Rn×m是列满秩控制矩阵,τ∈R是状态反馈测量与控制之间的时滞,z(t)∈Rn是状态变量,u(t-τ)∈Rm... 考虑高阶线性时滞控制系统Mkzk+Mk-1z(k-1)+…+M1z+M0z=Bu (t-τ),(1)其中Mj∈Rn×n(j=0,1,…,k)是系统的系数矩阵且Mk非奇异,B∈Rn×m是列满秩控制矩阵,τ∈R是状态反馈测量与控制之间的时滞,z(t)∈Rn是状态变量,u(t-τ)∈Rm是控制向量.当m=1时,称系统(1)为高阶线性时滞单输入控制系统;当m> 1时,称系统(1)为高阶线性时滞多输入控制系统. 展开更多
关键词 时滞控制系统 线性 高阶 极点配置 系数矩阵 控制矩阵 状态反馈 状态变量
计及时滞丢包综合特性的电力系统小干扰稳定分析与控制 预览
17
作者 周涛 陈中 +2 位作者 戴中坚 刘艺 孙可慧 《电测与仪表》 北大核心 2019年第9期1-7,14共8页
广域测量系统(WAMS, Wide-Area Measurement System)给提高大规模互联电网的小干扰稳定性提供了新的手段。文中针对其中普遍存在的时滞丢包现象,用数学期望的方法建立了其统一的数学模型,推导出考虑丢包的等效时滞,从而量化了丢包对小... 广域测量系统(WAMS, Wide-Area Measurement System)给提高大规模互联电网的小干扰稳定性提供了新的手段。文中针对其中普遍存在的时滞丢包现象,用数学期望的方法建立了其统一的数学模型,推导出考虑丢包的等效时滞,从而量化了丢包对小干扰稳定的影响。基于此模型,结合状态观测器和时滞依赖状态反馈鲁棒控制,充分考虑时滞的随机性,进行附加阻尼控制器设计。以两区四机系统和某大电网为算例,对不同的丢包率和时滞以及按照不同模型进行仿真,仿真结果验证了模型的正确性。所设计的阻尼控制器能够充分考虑时滞丢包的综合特性,有较好的鲁棒性,这对抑制区域间振荡和应用广域测量系统有着重要的意义和参考价值。 展开更多
关键词 电力系统 小干扰稳定 广域测量系统 时滞丢包 状态反馈 鲁棒控制
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一种改进的有限频域状态反馈H∞控制方法研究 预览
18
作者 王兴野 张进秋 +2 位作者 刘义乐 毕占东 李国强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期135-141,共7页
以广义KYP引理为基础,提出并理论推导了一种改进的有限频域状态反馈H∞控制方法,控制所需参数更少。以某四分之一主动悬架系统为研究对象,以提高人体最为敏感的4~8Hz频域范围内的振动控制效果为目标,应用该方法为其设计了有限频域状态反... 以广义KYP引理为基础,提出并理论推导了一种改进的有限频域状态反馈H∞控制方法,控制所需参数更少。以某四分之一主动悬架系统为研究对象,以提高人体最为敏感的4~8Hz频域范围内的振动控制效果为目标,应用该方法为其设计了有限频域状态反馈H∞控制器。最后,通过随机激励仿真对控制器的控制效果进行了验证。仿真结果表明:与被动无控制状态相比,全频域和有限频域状态反馈H∞控制下车体加速度均方根值分别降低了28.16%和65.23%,对数据的频域分析表明,改进的有限频域状态反馈H∞控制器能够在满足控制约束的条件下更好的抑制4~8Hz频域范围内的振动。 展开更多
关键词 有限频域 状态反馈 H∞控制 线性矩阵不等式
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基于Lyapunov闭环稳定的CNN直流电机死区控制
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作者 张俊勇 东方 苗毅斐 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第8期1515-1520,共6页
针对传统直流电机控制策略中,未考虑参数未知、死区输入以及非线性特性问题,提出一种基于Lyapunov闭环稳定的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)直流电机死区控制策略。首先给出直流电动机的动力学系统模型,以及自适应卷... 针对传统直流电机控制策略中,未考虑参数未知、死区输入以及非线性特性问题,提出一种基于Lyapunov闭环稳定的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)直流电机死区控制策略。首先给出直流电动机的动力学系统模型,以及自适应卷积神经网络的控制目标,利用卷积神经网络逼近直流电机系统中的未知参数,并利用Lyapunov函数进行状态反馈自适应控制器设计,然后给出闭环控制系统中的信号有界定理,从理论上对其稳定性进行分析。最后利用MATLAB平台对所提控制策略进行模型建立和实验仿真,结果显示所提算法具有良好的控制特性。 展开更多
关键词 直流电机 死区控制 LYAPUNOV函数 卷相神经网络 状态反馈
一类Sprott-O混沌系统的H∞状态控制和自适应控制研究
20
作者 付景超 周健博 孙敬 《数学的实践与认识》 北大核心 2019年第3期228-236,共9页
研究了一类Sprott-O混沌系统的H∞状态反馈控制和自适应反推控制问题.首先,通过绘制系统的Lyapunov指数图、混沌吸引子图及参数变化时的分岔图等验证了系统在一定参数条件下具有的复杂混沌动力学行为;然后,分别应用H∞状态反馈控制方法... 研究了一类Sprott-O混沌系统的H∞状态反馈控制和自适应反推控制问题.首先,通过绘制系统的Lyapunov指数图、混沌吸引子图及参数变化时的分岔图等验证了系统在一定参数条件下具有的复杂混沌动力学行为;然后,分别应用H∞状态反馈控制方法和自适应反推控制方法设计不同的控制器,对混沌系统加以控制;最后,通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性. 展开更多
关键词 Sprott-O混沌系统 状态反馈 自适应反推 LYAPUNOV指数
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