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A New Approach to Robust and Fault Tolerant Control 被引量:6
1
作者 KeminZhou 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期43-55,共13页
In this paper, we shall summarize a new approach to robust and fault tolerant control proposed recently by the author. This approach is based on a variation of all controller parametrization. This robust and fault-tol... In this paper, we shall summarize a new approach to robust and fault tolerant control proposed recently by the author. This approach is based on a variation of all controller parametrization. This robust and fault-tolerant control design consists of two parts: a nominal performance controller and a robustness controller, and works in such a way that when a component (sensor,actuator, etc.) failure is detected, the controller structure is reconfigured by adding a robustness loop to compensate the fault. We shall illustrate how this strategy works under various situations. 展开更多
关键词 强度 加强性能 设计折衷方案 容错法控制 通用内部模型控制 参数
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基于广义内模控制的时滞系统主动容错控制设计 被引量:4
2
作者 吴军生 翁正新 +1 位作者 田作华 施颂椒 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期417-421,共5页
为了提高动态系统的可靠性,研究了多状态时滞系统的主动容错控制.给出了基于广义内模控制设计的容错控制器设计方法.该容错控制器由两部分构成,分别针对系统的性能和鲁棒性.只有当系统发生故障时,控制器中针对鲁棒性(容错性)的部分才会... 为了提高动态系统的可靠性,研究了多状态时滞系统的主动容错控制.给出了基于广义内模控制设计的容错控制器设计方法.该容错控制器由两部分构成,分别针对系统的性能和鲁棒性.只有当系统发生故障时,控制器中针对鲁棒性(容错性)的部分才会起作用,从而保证系统在没有故障时具有尽量好的性能,而当故障发生后具有容错功能.通过一个仿真算例,验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 容错控制 时滞系统 H∞鲁棒控制 YOULA参数化 广义内模控制
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内模控制的并网型双馈电机风力发电系统 被引量:9
3
作者 任永峰 李含善 +2 位作者 安中全 刘锦国 刘海涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1214-1219,共6页
交流励磁双馈式风电系统已成为变速恒频风力发电的主流。为提高存在较大扰动时系统的性能,在推导了发电机惯例下双馈电机的动态数学模型后提出用S函数描述双馈电机的数学模型,开发了基于状态方程的双馈电机空载运行和发电运行的子系统模... 交流励磁双馈式风电系统已成为变速恒频风力发电的主流。为提高存在较大扰动时系统的性能,在推导了发电机惯例下双馈电机的动态数学模型后提出用S函数描述双馈电机的数学模型,开发了基于状态方程的双馈电机空载运行和发电运行的子系统模型,设计了用内模控制策略实现转子电流内环和转速外环的控制,并通过基于定子磁链定向的解耦控制实现了有功和无功功率的解耦,然后在Matlab/Simulink环境下建立了完备的并网运行变速恒频双馈风力发电系统模型。针对850kW系统在转速变化和大电网扰动下的响应特性进行的仿真研究结果显示,提出的双馈式风电系统模型具有较好的控制性能和较快的动态响应速度。 展开更多
关键词 双馈感应电机 内模控制 S函数 风力发电 柔性并网 建模
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两电机变频系统的支持向量机广义逆内模解耦控制 被引量:15
4
作者 刘国海 张锦 +2 位作者 赵文祥 张懿 蒋彦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期85-91,共7页
针对两电机变频系统非线性强耦合的特点,提出基于支持向量机广义逆内模控制的方法。对工作在矢量控制方式下的两电机变频系统数学模型进行广义逆存在性分析,从而得出系统广义逆数学表达式。通过支持向量机来辨识原系统的广义逆系统,然... 针对两电机变频系统非线性强耦合的特点,提出基于支持向量机广义逆内模控制的方法。对工作在矢量控制方式下的两电机变频系统数学模型进行广义逆存在性分析,从而得出系统广义逆数学表达式。通过支持向量机来辨识原系统的广义逆系统,然后对复合后所得到的伪线性系统引入了内模控制。该方法结合了支持向量机在小样本上具有良好的非线性建模能力和泛化能力,以及内模控制器易于在线设计的优点,同时兼顾系统的鲁棒稳定性,从而可以有效提高系统的控制效果。仿真和实验结果表明,该方法具有良好的动静态解耦性能,对外界扰动亦有很强的鲁棒稳定性。 展开更多
关键词 两电机系统 支持向量机 广义逆 内模控制 解耦控制
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广义预测控制系统性质的进一步研究 被引量:10
5
作者 席裕庚 张峻 吴玮琦 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期400-404,共5页
利用广义预测控制系统的内模控制结构,分析了系统的闭环性质,给出有关设计参数与闭环系统阶数之间关系的定理,从而使得通过适当选取设计参数来配置闭环系统阶数成为可能,并提供了一种基于系数空间映射的新思路研究GPC系统的性质.
关键词 广义预测控制 阶数配置 内模控制结构
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双馈风力发电机的精确线性化解耦控制 被引量:14
6
作者 郭家虎 张鲁华 蔡旭 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期57-62,共6页
针对基于近似线性化模型的双闭环矢量控制稳定性差、抗扰能力弱的缺点,应用多变量非线性控制理论,对并网型双馈风力发电机进行了精确线性化解耦控制研究。在建立双馈发电机空间状态方程的基础上,运用逆系统方法将双馈发电机精确线性化... 针对基于近似线性化模型的双闭环矢量控制稳定性差、抗扰能力弱的缺点,应用多变量非线性控制理论,对并网型双馈风力发电机进行了精确线性化解耦控制研究。在建立双馈发电机空间状态方程的基础上,运用逆系统方法将双馈发电机精确线性化成有功功率和无功功率两个一阶线性子系统,并运用内模控制理论对其进行综合以提高系统的鲁棒性,提出了并网型双馈风力发电机的逆系统内模控制策略,并进行了实验验证。结果表明,该控制策略可以实现双馈发电机有功功率和无功功率的完全解耦,并具有更高的控制精确度和稳定性。 展开更多
关键词 双馈发电机 解耦控制 逆系统理论 内模控制 精确线性化
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基于虚拟同步发电机控制的微电网分层频率控制 被引量:18
7
作者 陈萌 肖湘宁 赖柏竹 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1278-1284,共7页
为提高孤岛微电网运行时的频率稳定性,提出了一种基于旋转同步坐标系的微电网分层控制策略。其中底层控制采用电压电流双环控制,实现快速跟踪,改善波形质量;一次频率控制采用虚拟同步发电机控制及有功–频率下垂控制,提高系统惯性,增强... 为提高孤岛微电网运行时的频率稳定性,提出了一种基于旋转同步坐标系的微电网分层控制策略。其中底层控制采用电压电流双环控制,实现快速跟踪,改善波形质量;一次频率控制采用虚拟同步发电机控制及有功–频率下垂控制,提高系统惯性,增强稳定性,并对一次频率控制的不同实现方法进行了比较,讨论了阻尼系数与下垂系数间的联系;针对通信延迟引起二次控制性能下降的问题,设计了基于内模控制的二次频率控制。最后利用一个含多种逆变电源控制方式的微网系统对所提控制策略进行了验证。结果表明,该策略具有较好的稳态和动态特性,基于内模控制的二次频率控制在考虑通信延迟的情况下仍具有较好的控制性能。 展开更多
关键词 微电网 分层控制 虚拟同步发电机 频率控制 内模控制
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基于神经网络广义逆的两电机变频系统内模控制 被引量:7
8
作者 刘国海 杨官学 +1 位作者 沈跃 陈兆岭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期56-61,67,共7页
针对非线性强耦合的两电机变频系统,先利用动态BP神经网络逼近原系统的广义逆系统,然后再对复合后的伪线性系统提出了基于广义逆系统的内模控制方法,证明了闭环系统的鲁棒稳定性。最后基于S7?300PLC的平台,对系统设计做了相关的试验研... 针对非线性强耦合的两电机变频系统,先利用动态BP神经网络逼近原系统的广义逆系统,然后再对复合后的伪线性系统提出了基于广义逆系统的内模控制方法,证明了闭环系统的鲁棒稳定性。最后基于S7?300PLC的平台,对系统设计做了相关的试验研究。结果表明,神经网络广义逆系统方法,不但能够很好地实现系统的解耦,而且还可以使伪线性化后的子系统开环稳定,引入的内模控制,又保证了系统的控制性能。 展开更多
关键词 两电机系统 BP神经网络 广义逆 内模控制 解耦控制 鲁棒稳定性
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基于PSCAD的双馈式风力发电系统柔性并网研究 被引量:7
9
作者 安中全 任永峰 李含善 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期196-201,共6页
双馈式风电机组已成为风电领域应用最为广泛的一种主流机型。推导了双馈电机在发电机惯例下的动态数学模型,用内模控制实现双馈电机转子电流内环和转速外环的控制,提出了基于内模控制的柔性并网运行控制策略,应用PSCAD/EMTDC建立了完备... 双馈式风电机组已成为风电领域应用最为广泛的一种主流机型。推导了双馈电机在发电机惯例下的动态数学模型,用内模控制实现双馈电机转子电流内环和转速外环的控制,提出了基于内模控制的柔性并网运行控制策略,应用PSCAD/EMTDC建立了完备的2 MW并网运行双馈式风力发电系统仿真模型,对风速突变时系统柔性并网响应特性进行了细致的仿真研究。研究结果表明,建立的双馈式风电系统模型控制性能和动态响应速度均较好,提出的控制策略能快速地控制发电机的定子电压满足并网条件。通过风速突变工况仿真模拟可以看出,该系统实现了双馈式风电系统在变风速条件下的柔性并网。仿真结果与理论分析相一致,验证了仿真模型的正确性。 展开更多
关键词 双馈感应电机 柔性并网 内模控制 PSCAD 风力发电 建模
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基于逆系统方法的双馈风力发电系统内模控制 被引量:7
10
作者 刘波 张玉财 阎晓坤 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期149-153,共5页
针对双馈风力发电系统采用的基于近似线性化模型的分离控制方法存在系统动态性能差、抗扰能力弱等缺点,从电力电子装置与电机系统集成的角度,建立了双馈风力发电系统的统一模型,应用逆系统原理将双馈风力发电系统进行精确线性化,运用内... 针对双馈风力发电系统采用的基于近似线性化模型的分离控制方法存在系统动态性能差、抗扰能力弱等缺点,从电力电子装置与电机系统集成的角度,建立了双馈风力发电系统的统一模型,应用逆系统原理将双馈风力发电系统进行精确线性化,运用内模控制理论对其进行综合,提出了双馈风力发电系统的逆系统内模控制策略,实现了系统的非线性解耦控制。仿真结果表明,该控制策略不仅提高了系统的鲁棒性,还加快了系统的响应速度,使系统具有良好的稳态和动态性能。 展开更多
关键词 双馈风力发电系统 统一模型 逆系统 内模控制 非线性控制
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β-GPC闭环特性分析 被引量:3
11
作者 张兴会 陈增强 袁著祉 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期198-201,253,共5页
推导了 β GPC(β增量型广义预测控制 )的内模结构描述 ,并据此分析了 β GPC的闭环稳定特性。根据最小增益定理分析了闭环系统鲁棒稳定条件。通过一个详尽的仿真例子证明 β GPC具有优秀的控制性能 ,同时指出 β参数对GPC(广义预测控... 推导了 β GPC(β增量型广义预测控制 )的内模结构描述 ,并据此分析了 β GPC的闭环稳定特性。根据最小增益定理分析了闭环系统鲁棒稳定条件。通过一个详尽的仿真例子证明 β GPC具有优秀的控制性能 ,同时指出 β参数对GPC(广义预测控制 )闭环系统动态特性、闭环稳定性和鲁棒性的影响 ,说明 β参数在GPC控制中具有重要作用 ,对 β GPC设计参数的选取有指导意义。 展开更多
关键词 β-GPC 内模控制 鲁棒性 未建模动态
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核电蒸汽发生器水位的二自由度内模控制 被引量:5
12
作者 房方 熊瑛 +1 位作者 陈凯 程然 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期463-468,共6页
为了在全工况范围内确保核电蒸汽发生器水位的控制品质,提出了一种二自由度内模控制结构.考虑到蒸汽质量流量波动对水位的显著影响,将前馈环节加入到该控制结构中,以提高系统的抗扰动能力;利用增益调度方法对5个典型工况点的前馈和反馈... 为了在全工况范围内确保核电蒸汽发生器水位的控制品质,提出了一种二自由度内模控制结构.考虑到蒸汽质量流量波动对水位的显著影响,将前馈环节加入到该控制结构中,以提高系统的抗扰动能力;利用增益调度方法对5个典型工况点的前馈和反馈控制器进行整合,使系统实现良好的全局控制效果.在对控制系统性能进行理论分析的基础上给出了控制器参数的整定准则.仿真结果表明:该方法能够确保系统在各负荷段均具有良好的控制品质,且其整体性能优于自适应神经网络控制(ACNFC)及自整定PID控制. 展开更多
关键词 核电 蒸汽发生器 水位 二自由度内模控制 增益调度
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无刷双馈发电机双向变换器内模—前馈复合控制方案 被引量:9
13
作者 张兴 朱云国 +1 位作者 刘淳 陈红兵 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期11-17,共7页
双向变换器具有功率双向流动、功率因数可调等优点,常作为双馈型风力发电机的励磁系统,当机侧的工作状况突变时,会引起直流侧电压较大的波动。为在稳定直流母线电压的前提下减少交—直—交变换器中电容容量,提出了内模解耦控制和负载功... 双向变换器具有功率双向流动、功率因数可调等优点,常作为双馈型风力发电机的励磁系统,当机侧的工作状况突变时,会引起直流侧电压较大的波动。为在稳定直流母线电压的前提下减少交—直—交变换器中电容容量,提出了内模解耦控制和负载功率前馈控制的复合控制方案,使前馈补偿量能抵消负载干扰量。分析和比较了小信号模型,在MATLAB/Simulink环境下建立无刷双馈发电机的仿真系统,仿真分析结果表明复合控制策略快速地实现了直流电压的稳定,极大改善了直流母线电压的控制效果,验证了控制方案的有效性和可行性。 展开更多
关键词 风力发电 双向脉宽调制变换器 无刷双馈发电机 内模控制 前馈控制 功率平衡 小信号模型
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广义预测控制系统的闭环分析 被引量:26
14
作者 席裕庚 厉隽怿 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第4期419-424,共6页
本文通过把广义预测控制转化为内模控制结构,导出了其中控制器、滤波器的定量表达,并在此基础上分析了系统的闭环动态特性、稳定性和鲁棒性。这些理论结果提供了设计广义预测控制系统的依据。
关键词 广义预测 控制系统 闭环分析
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基于时滞分解的线性时滞系统主动容错H_∞控制 被引量:2
15
作者 董全超 钟麦英 +1 位作者 许佳军 李明 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第B07期179-185,共7页
采用一种具有广义内模控制结构的反馈控制器,研究一类线性时滞系统的主动容错H∞控制问题。针对可由外系统描述其动态行为的故障,设计基于观测器的故障估计器,并将故障估计用于反馈控制的故障补偿。采用一种新的时滞分解方法选取Lyapuno... 采用一种具有广义内模控制结构的反馈控制器,研究一类线性时滞系统的主动容错H∞控制问题。针对可由外系统描述其动态行为的故障,设计基于观测器的故障估计器,并将故障估计用于反馈控制的故障补偿。采用一种新的时滞分解方法选取Lyapunov-Krasovskii泛函,推导并证明问题可解的充分条件,最后给出主动容错控制系统的设计算法。最后通过算例验证了提出方法的有效性,并且利用时滞分解方法,保守性减小。 展开更多
关键词 主动容错控制 时滞系统 时滞分解 广义内模控制
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永磁同步发电系统非线性内模控制 被引量:5
16
作者 周扬忠 许海军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期128-135,18,共8页
为了进一步增强永磁同步发电系统发电运行的稳定性,要求控制策略对发电机参数变化及各种不确定干扰具有较强的鲁棒抑制能力。结合非线性反馈线性化技术和内模控制技术,提出一种新型永磁同步发电机(permanent magnetsynchronous generato... 为了进一步增强永磁同步发电系统发电运行的稳定性,要求控制策略对发电机参数变化及各种不确定干扰具有较强的鲁棒抑制能力。结合非线性反馈线性化技术和内模控制技术,提出一种新型永磁同步发电机(permanent magnetsynchronous generator,PMSG)控制策略。该控制策略以PMSG定子静止坐标系中数学模型为内模,采用一阶低通滤波器将实际电机与内模二输出之差动态系统扩张成一个新型非线性误差系统。基于该扩张系统,根据输入–输出反馈线性化理论推导出定子电压矢量给定。实验结果表明,采用所提控制策略的发电系统具有理想的电磁转矩和定子磁链幅值跟踪性能;对发电机参数变化及负载扰动具有强的鲁棒抑制能力;直流输出电压控制迅速而平稳,系统运行噪音小。 展开更多
关键词 直接转矩控制 永磁同步发电系统 非线性控制 内模控制 空间电压矢量调制
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两电机变频系统神经网络广义逆内模控制 被引量:3
17
作者 刘国海 杨官学 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期42-45,共4页
为了提高非线性强耦合的两电机变频调速系统的解耦控制性能和鲁棒性能,提出了基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法。先对原系统数学模型进行广义逆存在性分析,进而推导出原系统的广义逆数学模型,再用动态神经网络逼近广义逆模... 为了提高非线性强耦合的两电机变频调速系统的解耦控制性能和鲁棒性能,提出了基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法。先对原系统数学模型进行广义逆存在性分析,进而推导出原系统的广义逆数学模型,再用动态神经网络逼近广义逆模型,从而串接在原系统之前组成广义伪线性复合系统,实现系统的解耦线性化与开环稳定,有利于系统的综合。然后对广义伪线性系统引入二自由度内模控制,保证系统的鲁棒稳定性。最后基于S7-300的平台,做了相关的试验研究。结果表明,该方法不但能够很好地实现系统的解耦,而且当系统存在建模误差和负载扰动的情况时,仍能使系统保持高性能的控制。 展开更多
关键词 两电机系统 神经网络 广义逆 内模控制 解耦控制
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线性时滞系统主动容错H_∞控制 被引量:2
18
作者 董全超 钟麦英 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期2693-2697,共5页
采用一种具有广义内模控制结构的反馈控制器,研究一类线性时滞系统的主动容错H∞控制问题。针对可由外系统描述其动态行为的故障,设计了基于观测器的故障估计器,并在此基础上将在线故障估计信息用于控制器的故障补偿,提出了基于广义内... 采用一种具有广义内模控制结构的反馈控制器,研究一类线性时滞系统的主动容错H∞控制问题。针对可由外系统描述其动态行为的故障,设计了基于观测器的故障估计器,并在此基础上将在线故障估计信息用于控制器的故障补偿,提出了基于广义内模控制的主动容错控制系统设计方法。应用时滞系统有界实引理,推导并证明了问题可解的依赖于时滞的充分条件,给出了这类主动容错控制系统设计的具体步骤。算例验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 主动容错控制 时滞系统 广义内模控制 故障估计 观测器
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不确定系统的稳定广义预测控制 被引量:1
19
作者 刘晓华 高荣 李印坤 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期346-350,共5页
针对一类有界不确定线性离散被控对象,采用Min-Max优化方法,提出一种新的稳定广义预测控制(MMSGPC)算法。首先引入内模控制结构,将干扰和不确定性从被控对象中分离出来,并利用局部反环节对其进行补偿,然后采用Min-Max优化方法,将终端约... 针对一类有界不确定线性离散被控对象,采用Min-Max优化方法,提出一种新的稳定广义预测控制(MMSGPC)算法。首先引入内模控制结构,将干扰和不确定性从被控对象中分离出来,并利用局部反环节对其进行补偿,然后采用Min-Max优化方法,将终端约束条件转化为有界不确定性最差情况对应的线性方程,最后通过引入矩阵的Moore-Penrose逆,得到了终端约束线性方程的通解,并结合性能指标函数求得了最优控制律。仿真实例验证了该方法的稳定效果。 展开更多
关键词 稳定广义预测控制 内模控制 有界不确定性 Min-Max优化 MOORE-PENROSE逆
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基于神经网络广义逆的感应电机变频系统内模控制 被引量:1
20
作者 刘国海 杨官学 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2010年第1期63-67,共5页
为提高感应电机变频调速系统的鲁棒性和抗干扰能力,提出了基于神经网络广义逆系统的内模控制方法.在分析原系统可逆性的基础上,先用动态神经网络逼近原系统的广义逆模型,从而串接在原系统之前组成广义伪线性复合系统,实现系统的线性化... 为提高感应电机变频调速系统的鲁棒性和抗干扰能力,提出了基于神经网络广义逆系统的内模控制方法.在分析原系统可逆性的基础上,先用动态神经网络逼近原系统的广义逆模型,从而串接在原系统之前组成广义伪线性复合系统,实现系统的线性化与开环稳定,有利于系统的综合.再对广义伪线性系统引入内模控制,保证系统的鲁棒稳定性.采用该系统进行了阶跃响应和跟踪效果试验.结果表明,该方法能够成功地实现系统的线性化,并且当系统存在建模误差和负载扰动的情况时,仍能使系统保持高性能的控制. 展开更多
关键词 感应电机 交流变频调速系统 神经网络 广义逆 内模控制 鲁棒稳定性
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