CCM Buck变换器的状态反馈精确线性化的非线性解耦控制研究 被引量：63

1

作者 邓卫华 张波 +1 位作者 胡宗波 卢至锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期120-125,共6页

基于非线性系统的微分几何理论,应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型,由此提出了电感电流和输出电容电... 基于非线性系统的微分几何理论,应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型,由此提出了电感电流和输出电容电压解耦控制策略。研究结果表明,Buck变换器通过状态反馈实现精确线性化得到的非线性控制策略,比现有的PI控制有更好的动态响应调节和稳态误差调节特性。同时说明状态反馈精确线性化能对Buck变换器这类分段线性系统实现完全解耦控制,从而具有一般性理论和实际意义。 展开更多

关键词 CCM BUCK变换器 状态反馈 线性化 非线性解耦控制 脉冲模型积分法

在线阅读 下载PDF 职称材料

三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究 被引量：141

2

作者 邓卫华 张波 +2 位作者 丘东元 卢至锋 胡宗波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期97-103,共7页

该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相... 该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能。文中给出了完整的理论分析及实验研究结果。 展开更多

关键词 三相电压型PWM整流器 状态反馈 线性化解耦控制 微分几何理论 非线性模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

状态变量-预测控制技术在600MW机组再热汽温控制中的研究与应用 被引量：48

3

作者 华志刚 吕剑虹 张铁军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期103-107,共5页

电厂锅炉的再热汽温是机组安全、经济运行的重要参数之一,该文针对电厂再热汽温被控对象大惯性、大滞后的特点,结合现代控制理论,提出了基于状态变量—预测控制技术的再热汽温控制方法,即先采用状态反馈来补偿汽温被控对象的滞后和惯性... 电厂锅炉的再热汽温是机组安全、经济运行的重要参数之一,该文针对电厂再热汽温被控对象大惯性、大滞后的特点,结合现代控制理论,提出了基于状态变量—预测控制技术的再热汽温控制方法,即先采用状态反馈来补偿汽温被控对象的滞后和惯性,然后通过预测控制来对补偿后的广义被控对象进行控制,仿真试验及现场运行结果表明,该控制方法具有优良的控制品质,是一种对大滞后过程较为有效的控制策略。 展开更多

关键词 控制技术 状态变量 600MW机组 再热汽温控制 应用 被控对象 现代控制理论 控制方法 大滞后过程 机组安全 电厂锅炉 经济运行 状态反馈 预测控制 运行结果 仿真试验 控制品质 控制策略 惯性 补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究 被引量：30

4

作者 邓卫华 张波 +2 位作者 丘东元 胡宗波 卢至锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期45-50,共6页

基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控... 基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控制,提出了变换器非线性PID解耦控制策略。研究结果表明,Boost变换器非线性PI解耦控制,比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性,状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦。DC/DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制,其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义。 展开更多

关键词 电流连续型Boost变换器 状态反馈 线性化 非线性PID控制 微分几何理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

状态反馈精确线性化永磁同步电动机转速控制 被引量：22

5

作者 孟昭军 孙昌志 +1 位作者 安跃军 杨红敏 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期21-24,28,共5页

对采用微分几何方法设计永磁同步电机转速控制器的可行性进行了研究。从永磁同步电机的数学模型出发,运用微分几何理论,讨论了控制永磁同步电机转速的理论基础,给出了永磁同步电机可以进行精确线性化和输出函数可以取电机转速的条件;在... 对采用微分几何方法设计永磁同步电机转速控制器的可行性进行了研究。从永磁同步电机的数学模型出发,运用微分几何理论,讨论了控制永磁同步电机转速的理论基础,给出了永磁同步电机可以进行精确线性化和输出函数可以取电机转速的条件;在此基础上设计了状态反馈控制器,研究了这种控制器的动态响应特性和抗干扰能力。将这种控制器与同一数学模型下PI控制器进行了控制结果的仿真对比,结果表明,利用微分几何理论设计控制器对永磁同步电机模型进行控制是完全可行的,且有更高的控制精确度和稳态特性,动态性能得到明显改善。 展开更多

关键词 永磁同步电机 非线性控制 状态反馈 精确线性化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于精确线性化理论的超级电容储能系统的非线性控制算法 被引量：21

6

作者 李轩 李永丽 常晓勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期12-20,共9页

针对超级电容及DC-DC电路的非线性特性,设计了超级电容储能系统的非线性控制算法。通过分析电路的工作状态,建立了电路仿射非线性系统标准型,利用状态反馈精确线性化理论推导出电路状态量与占空比函数间的关系,进而设计相应控制算法,并... 针对超级电容及DC-DC电路的非线性特性,设计了超级电容储能系统的非线性控制算法。通过分析电路的工作状态,建立了电路仿射非线性系统标准型,利用状态反馈精确线性化理论推导出电路状态量与占空比函数间的关系,进而设计相应控制算法,并证明了系统的内动态稳定性,实现了超级电容恒流充电与恒压放电的控制目标。在Matlab/Simulink仿真平台中搭建仿真模型,对所提控制算法进行验证,并在实验室中搭建实验电路,比较了非线性控制算法与PI算法的控制效果。结果表明,在超级电容储能系统中采用非线性控制算法相比于传统PI算法能明显提高系统的动态性能,保证系统稳定运行。 展开更多

关键词 超级电容 储能系统 非线性控制 状态变量反馈 精确线性化

在线阅读 下载PDF 职称材料

电压源换流器高压直流输电系统的精确线性化变结构控制器设计 被引量：10

7

作者 吴维鑫 王奔 +1 位作者 李慧 李升来 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期161-166,共6页

建立电压源换流器高压直流输电系统在同步旋转dq坐标系下的暂态非线性数学模型。为实现对这个非线性系统的控制器的直接设计,采用状态反馈精确线性化的方法,将非线性的数学模型转化成线性的形式。然后,运用变结构的控制方法,设计整流侧... 建立电压源换流器高压直流输电系统在同步旋转dq坐标系下的暂态非线性数学模型。为实现对这个非线性系统的控制器的直接设计,采用状态反馈精确线性化的方法,将非线性的数学模型转化成线性的形式。然后,运用变结构的控制方法,设计整流侧和逆变侧的控制器,从而实现直流侧电压恒定和有功、无功功率的独立解耦控制。最后,建立Matlab的仿真模型进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的暂态控制性能和较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 电压源换流器高压直流输电 状态反馈 精确线性化 变结构控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

状态反馈预估控制 被引量：57

8

作者 袁璞 左信 郑海涛 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第5期569-577,共9页

本文给出了具有状态变量反馈的预估控制算法,该算法使系统突破了内模控制(IMC)的框架,可用于不稳定的被控对象,抑制干扰的能力也得到提高,本文分析了闭环预估控制系统的特点,给出了稳定的必要和充分条件。

关键词 状态反馈 预估控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

三电机卷绕系统的状态反馈鲁棒控制——LMI方法 被引量：7

9

作者 侯海良 年晓红 +1 位作者 彭智 王忠 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期111-118,共8页

针对具有强耦合、不确定性和非线性的三电机卷绕系统,提出一种基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的全局鲁棒控制方法。首先,在三电机卷绕系统的数学模型的基础上给出了一种系统的稳态控制输入和参考速度的计算方法,得... 针对具有强耦合、不确定性和非线性的三电机卷绕系统,提出一种基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的全局鲁棒控制方法。首先,在三电机卷绕系统的数学模型的基础上给出了一种系统的稳态控制输入和参考速度的计算方法,得到了系统的动态误差模型。接着,考虑到卷绕过程中存在的参数不确定和时变性,引入区间矩阵进行描述,在此基础上,根据Lyapunov稳定性理论得到了使闭环系统鲁棒渐近稳定的LMI充分条件。最后,以实验室搭建的三电机卷绕系统为例进行了仿真和平台实验,实验结果证明了所提出的控制方法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 卷绕系统 线性矩阵不等式 状态反馈 区间变量 鲁棒渐近稳定

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多变量状态反馈预测控制的变量配对新方法 被引量：4

10

作者 罗雄麟 任丽红 +2 位作者 蒋慧蓉 韦明辉 许锋 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第6期996-999,1004,共5页

对于多变量系统,回路间的关联分析和变量配对是控制系统设计的第一步。文献针对稳态相对增益阵(relative gain array,RGA)只考虑了系统的稳态特性而没有考虑动态过程中各回路的影响的基础上提出了各种改进的动态相对增益阵。在多变量状... 对于多变量系统,回路间的关联分析和变量配对是控制系统设计的第一步。文献针对稳态相对增益阵(relative gain array,RGA)只考虑了系统的稳态特性而没有考虑动态过程中各回路的影响的基础上提出了各种改进的动态相对增益阵。在多变量状态反馈预测控制(SFPC)的基础上提出了一种新的变量配对标准,能比较充分的反映控制过程的动态和稳态信息。通过对预测时域P的优化选择确定被控过程的相关性指数矩阵μ,并将μ与稳态信息阵K相结合得出最终的配对矩阵Λ。最后通过实例研究与其他配对方法比较,表明提出的方法能得出比较好的变量配对结果。 展开更多

关键词 多变量系统 变量配对 相对增益 状态反馈预测控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于期望特性的变结构鲁棒控制器 被引量：3

11

作者 肖雁鸿 郑明才 +1 位作者 彭永进 洪箴 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1999年第6期48-51,共4页

提出了一种基于期望特性的变结构新型鲁棒控制器的设计方法.该方法融合了状态反馈和变结构控制的特点,所设计的系统具有响应过程的完全鲁棒性.

关键词 变结构控制 鲁棒控制器 状态反馈 切换平面

在线阅读 下载PDF 职称材料

发电厂综合型协调控制系统的设计与应用 被引量：8

12

作者 韩忠旭 冯健 +2 位作者 齐小红 李英魁 考志强 《控制工程》 CSCD 2007年第4期426-429,共4页

采用状态空间统一描述基于增量式函数观测器IFO-KΔx的状态反馈+PID综合型协调控制系统,通过数学分析,给出了控制系统稳定的充分条件。在一台600 MW机组机炉协调控制的工程实践中取得实际效果表明,在协调方式累计降负荷375 MW,机前压力... 采用状态空间统一描述基于增量式函数观测器IFO-KΔx的状态反馈+PID综合型协调控制系统,通过数学分析,给出了控制系统稳定的充分条件。在一台600 MW机组机炉协调控制的工程实践中取得实际效果表明,在协调方式累计降负荷375 MW,机前压力从16.5MPa滑压减至13.0 MPa,当负荷指令以18 MW/min和8 MW/min两种速率变化时,实际负荷和机前压力均接近同样的速率达到目标值。这有效地解决了机炉协调受控对象所具有的非线性、参数慢时变、迟滞与大惯性以及耦合等难以控制的问题,证明了该设计方案和理论分析的正确性。 展开更多

关键词 增量式观测器(IFO-KΔx) 状态反馈 机炉协调控制 慢时变 大惯性 大迟滞

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种优化控制变风量空调系统的新方法 被引量：3

13

作者 王军 王雁 +1 位作者 王瑞祥 邵惠鹤 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期248-252,共5页

采用状态反馈解耦和遗传算法优化控制器相结合的方法提高变风量(VAV)空调系统中室内温度回路的控制精度和品质.采用状态反馈解耦以解除送风温度控制回路与室内温度控制回路之间的耦合,随后采用逆推法找到闭环控制系统特性方程的根与控... 采用状态反馈解耦和遗传算法优化控制器相结合的方法提高变风量(VAV)空调系统中室内温度回路的控制精度和品质.采用状态反馈解耦以解除送风温度控制回路与室内温度控制回路之间的耦合,随后采用逆推法找到闭环控制系统特性方程的根与控制器参数的关系,再用遗传算法优化设计控制器的参数.实验结果表明,这些措施有效地提高了VAV空调系统中室内温度回路的控制精度和品质. 展开更多

关键词 空调系统 变风量 状态反馈 遗传算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于时间延迟状态反馈精确线性化的PMSM混沌反控制 被引量：15

14

作者 孟昭军 孙昌志 安跃军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期27-31,共5页

研究了利用微分几何方法和延迟反馈控制实现永磁同步电机混沌反控制的方法。从数学模型出发,运用微分几何理论讨论了永磁同步电机能进行精确线性化的条件,推导了用状态延迟反馈精确线性化实现混沌反控制的过程。在此基础上,设计了混沌... 研究了利用微分几何方法和延迟反馈控制实现永磁同步电机混沌反控制的方法。从数学模型出发,运用微分几何理论讨论了永磁同步电机能进行精确线性化的条件,推导了用状态延迟反馈精确线性化实现混沌反控制的过程。在此基础上,设计了混沌反馈控制器,对这种控制器的控制结果进行了仿真研究。仿真结果说明利用状态延迟反馈精确线性化设计混沌反控制器是完全可行的,结果是满足要求的。 展开更多

关键词 永磁同步电机 非线性控制 时间延迟状态反馈 精确线性化 混沌反控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于最优控制的新型非线性预测控制算法 被引量：2

15

作者 印建平 高峰 崔振勇 《河北科技大学学报》 CAS 2004年第2期54-57,82,共5页

在电站过程控制中定值调节占很大比例,控制系统的抗阶跃干扰性能非常重要。另外,基于机理模型的电站仿真机,能够模拟真实机组对运行人员进行培训。这种机理模型有很高的动、静态特性,完全可以用来作为预测模型,实现对未来时刻输出的预... 在电站过程控制中定值调节占很大比例,控制系统的抗阶跃干扰性能非常重要。另外,基于机理模型的电站仿真机,能够模拟真实机组对运行人员进行培训。这种机理模型有很高的动、静态特性,完全可以用来作为预测模型,实现对未来时刻输出的预测。作者根据最优控制的设计思想,设计出了将模型预测控制和常规控制相结合的控制方案。此算法改善了对象特性,具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,适用于大惯性、有自平衡能力的大多数热工控制对象,为非线性系统模型预测控制提供了一条新思路、新方法。 展开更多

关键词 模型预测控制 对象特性 控制算法 最优控制 鲁棒性 非线性系统 非线性预测 常规控制 人员 培训

在线阅读 下载PDF 职称材料

非均匀气隙永磁同步电机混沌的状态反馈控制 被引量：11

16

作者 韦笃取 罗晓曙 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2006年第1期13-17,共5页

在某些参数及工作条件下,非均匀气隙永磁同步电动机(PM SM)会出现混沌运动。混沌的存在将严重危及电机传动系统的稳定运行,因此如何抑制或消除PM SM中的混沌运动成为保持其稳定性的关键问题。利用线性状态反馈控制方法对PM SM的混沌运... 在某些参数及工作条件下,非均匀气隙永磁同步电动机(PM SM)会出现混沌运动。混沌的存在将严重危及电机传动系统的稳定运行,因此如何抑制或消除PM SM中的混沌运动成为保持其稳定性的关键问题。利用线性状态反馈控制方法对PM SM的混沌运动进行控制,数值仿真结果表明:控制策略不仅行之有效,而且由于反馈增益由极点配置方法确定,因此具有很好的动态响应特性。研究结果对保证电机传动系统的稳定运行具有较好的参考价值。 展开更多

关键词 混沌控制 线性状态反馈 极点配置 永磁同步电动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于状态观测器的非理想输入不确定组合大系统的输出反馈分散镇定 被引量：3

17

作者 刘粉林 刘媛 +1 位作者 王银河 张嗣瀛 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期21-25,30,共6页

基于状态观测器 ,讨论了不确定相似组合系统的鲁棒分散输出反馈镇定问题 ,系统的输入是非理想的 ,不确定项存在于系统内部和各子系统的关联项中 ,它们可能是非线性或时变的 ,且满足通常的匹配条件 .使用变结构原理设计控制器 ,所设计的... 基于状态观测器 ,讨论了不确定相似组合系统的鲁棒分散输出反馈镇定问题 ,系统的输入是非理想的 ,不确定项存在于系统内部和各子系统的关联项中 ,它们可能是非线性或时变的 ,且满足通常的匹配条件 .使用变结构原理设计控制器 ,所设计的控制器保证系统渐近稳定 .研究结果表明 ,系统的相似性有助于简化对系统的分析和设计 ;仿真结果表明 。 展开更多

关键词 输出反馈 状态观测器 不确定组合大系统 镇定

在线阅读 下载PDF 职称材料

动态电压恢复器的复合数字多变量状态空间反馈控制 被引量：3

18

作者 郭文勇 肖立业 +2 位作者 任晋旗 张志丰 欧阳羿 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第18期55-58,66,共5页

在三相三线制系统中,动态电压恢复器面临的主要控制问题是不平衡暂降下对系统三相不平衡的补偿问题。通过正负序分量分解并在正负序坐标下进行建模和控制的方法虽能较好地抑制三相不平衡,但由于正负序分解带来的延迟具有较慢的动态响应... 在三相三线制系统中,动态电压恢复器面临的主要控制问题是不平衡暂降下对系统三相不平衡的补偿问题。通过正负序分量分解并在正负序坐标下进行建模和控制的方法虽能较好地抑制三相不平衡,但由于正负序分解带来的延迟具有较慢的动态响应速度。为此,文中提出了一种复合数字多变量状态空间反馈控制的方法。在检测到暂降发生并在之后的一段时间内采用单数字多变量状态空间反馈法进行控制,进入稳态时通过控制量的分解无缝地切换到双数字多变量状态空间反馈法,检测到暂降结束时再无缝地切换到单数字多变量状态空间反馈法。该方法同时实现了较快的动态响应速度和较高的稳态精度。实验结果证明了该控制方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 动态电压恢复器 复合数字多变量状态空间反馈控制 电压暂降

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Kalman滤波的弹性轨道上磁悬浮车辆控制方法 被引量：2

19

作者 王辉 钟晓波 沈钢 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期965-972,共8页

为研究弹性轨道上磁悬浮列车的车轨耦合振动问题,以单磁铁-弹性轨道梁系统为对象,搭建单磁铁悬浮系统的车轨耦合振动数学模型,利用Kalman滤波器的状态估计功能,设计出2种状态反馈控制器,对比分析2种控制策略下悬浮系统的稳定特性。基于M... 为研究弹性轨道上磁悬浮列车的车轨耦合振动问题,以单磁铁-弹性轨道梁系统为对象,搭建单磁铁悬浮系统的车轨耦合振动数学模型,利用Kalman滤波器的状态估计功能,设计出2种状态反馈控制器,对比分析2种控制策略下悬浮系统的稳定特性。基于MATLAB/RTW及dSPACE系统搭建弹性梁磁悬浮实时控制试验台,验证考虑轨道弹性的控制策略的有效性。研究结果表明:若不计轨道梁的阻尼作用,不考虑轨道弹性的控制策略无法实现对磁悬浮系统的稳定控制,但在给定轨道梁阻尼的前提下,提高轨道梁刚度也可以使得系统稳定;考虑轨道弹性的控制方法,即使不计轨道梁的阻尼,也能够使系统在较低刚度的轨道梁上稳定悬浮。 展开更多

关键词 KALMAN滤波 磁悬浮 弹性轨道梁 车轨耦合振动 状态反馈

在线阅读 下载PDF 职称材料

多变量系统中PID调节器的内涵及相关问题分析(一) 被引量：2

20

作者 龚乐年 刘海涛 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2002年第16期30-33,38,共5页

从教学的角度出发 ,通过对多变量闭环控制系统中 PID调节器进行分析 ,阐述了其与 PI调节器、状态变量反馈、输出量反馈以及扰动量前馈之间的关系 ,并讨论了 PID调节器的内涵与构成。

关键词 多变量系统 PID调节器 内涵 电力系统

在线阅读 下载PDF 职称材料