针对过程复杂且结构未知的对象,在保证模型有效性的前提下,根据数据信息构建简单模型来简化控制器的求解是亟待解决的问题。以受控自回归模型为例,提出一种基于修正最小角回归算法的稀疏辨识方法。首先将系统模型转化为过参数化的高维...针对过程复杂且结构未知的对象,在保证模型有效性的前提下,根据数据信息构建简单模型来简化控制器的求解是亟待解决的问题。以受控自回归模型为例,提出一种基于修正最小角回归算法的稀疏辨识方法。首先将系统模型转化为过参数化的高维稀疏模型,然后将最小角回归算法用于稀疏系统辨识,并提出绝对角度停止准则,使算法经过少量的迭代即可获得模型的稀疏参数估计,并同时获得有效的时滞和阶次估计。结合辨识得到的受控自回归模型,引入一种基于指定相位点频率和增益的比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)控制器。数值仿真和平衡机器人的姿态控制仿真表明,该稀疏辨识算法在低数据量下具有较高的辨识精度,建立的模型具有较好的泛化性能,控制器具有良好的控制效果。展开更多
为解决互联水电系统负荷频率控制（load frequencycontrol,LFC）问题,及保持互联电网系统频率、联络线功率及区域控制误差（area control error,ACE）的稳定,根据闭环系统谐振峰值与系统响应最大峰值之间的关系,构建一个与系统参数及控...为解决互联水电系统负荷频率控制（load frequencycontrol,LFC）问题,及保持互联电网系统频率、联络线功率及区域控制误差（area control error,ACE）的稳定,根据闭环系统谐振峰值与系统响应最大峰值之间的关系,构建一个与系统参数及控制器参数都相关的优化问题,通过该问题的求解获得控制器参数与系统参数之间的数学关系,针对水轮发电系统非最小相位特性,通过串加比例–微分（proportional-derivative,PD）控制方式降低系统阶次,设计尼科尔斯（Nichols）曲线的比例–积分–微分（proportional-integral-derivative,PID）控制器。基于模型参数扰动和负荷干扰的仿真结果表明：尼科尔斯PID控制器能快速调整系统频率偏差、联络线功率偏差及ACE为0,具有良好的鲁棒性能和抗负荷干扰性能,系统过渡过程性能明显优于传统PID调节器结果。展开更多
大量新能源并入电网,对水电的运行提出了更高的要求。为了提高水电的调节特性,提出一种考虑综合调节特性的水轮机调速器比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制参数整定方法。首先,基于特征线法和水轮机特性曲线建立...大量新能源并入电网,对水电的运行提出了更高的要求。为了提高水电的调节特性,提出一种考虑综合调节特性的水轮机调速器比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制参数整定方法。首先,基于特征线法和水轮机特性曲线建立了水轮机调节系统模型。其次,基于第三代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,NSGA-Ⅲ),以转速的时间乘绝对误差积分准则(integrated time and absolute error,ITAE)和超调量为目标,以比例调节系数,积分调节系数和微分调节系数为决策变量,得到帕雷托(Pareto)解集。最后,基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS),以增减负荷工况下的功率反调,超调量,稳定时间,机组水头极值,转速ITAE和超调量为指标,最终得到综合调节特性最好的PID参数。结果表明:该PID参数整定方法可以有效提升水轮机的综合调节特性,为实际工程中PID参数的选取提供理论依据。展开更多
针对四旋翼飞行器的非线性姿态运动动力学模型,设计了一种新的几乎全局稳定的非线性PID(Proportional Integral Derivative)姿态控制器.该控制器由一个线性PID的控制部分和一个惯性力矩补偿部分组成,可以抑制常值干扰和幅值有界且能量...针对四旋翼飞行器的非线性姿态运动动力学模型,设计了一种新的几乎全局稳定的非线性PID(Proportional Integral Derivative)姿态控制器.该控制器由一个线性PID的控制部分和一个惯性力矩补偿部分组成,可以抑制常值干扰和幅值有界且能量有界的干扰.数字仿真验证了该控制器对干扰的抑制作用.在搭建的姿态控制实验平台上进行了定点姿态跟踪控制实验.实验结果显示俯仰角和滚转角的误差均小于1°,验证了该控制器对小角度控制的有效性和对未建模动态的鲁棒性.展开更多
文摘针对过程复杂且结构未知的对象,在保证模型有效性的前提下,根据数据信息构建简单模型来简化控制器的求解是亟待解决的问题。以受控自回归模型为例,提出一种基于修正最小角回归算法的稀疏辨识方法。首先将系统模型转化为过参数化的高维稀疏模型,然后将最小角回归算法用于稀疏系统辨识,并提出绝对角度停止准则,使算法经过少量的迭代即可获得模型的稀疏参数估计,并同时获得有效的时滞和阶次估计。结合辨识得到的受控自回归模型,引入一种基于指定相位点频率和增益的比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)控制器。数值仿真和平衡机器人的姿态控制仿真表明,该稀疏辨识算法在低数据量下具有较高的辨识精度,建立的模型具有较好的泛化性能,控制器具有良好的控制效果。
文摘为解决互联水电系统负荷频率控制（load frequencycontrol,LFC）问题,及保持互联电网系统频率、联络线功率及区域控制误差（area control error,ACE）的稳定,根据闭环系统谐振峰值与系统响应最大峰值之间的关系,构建一个与系统参数及控制器参数都相关的优化问题,通过该问题的求解获得控制器参数与系统参数之间的数学关系,针对水轮发电系统非最小相位特性,通过串加比例–微分（proportional-derivative,PD）控制方式降低系统阶次,设计尼科尔斯（Nichols）曲线的比例–积分–微分（proportional-integral-derivative,PID）控制器。基于模型参数扰动和负荷干扰的仿真结果表明：尼科尔斯PID控制器能快速调整系统频率偏差、联络线功率偏差及ACE为0,具有良好的鲁棒性能和抗负荷干扰性能,系统过渡过程性能明显优于传统PID调节器结果。
基金Supported by National Natural Science Foundation of China （61273260）, Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China （20121333120010）, Natural Scientific Research Foundation of the Higher Education Institutions of Hebei Province （2010t65）, the Major Program of the National Natural Science Foundation of China （61290322）, Foundation of Key Labora- tory of System Control and Information Processing, Ministry of Education （SCIP2012008）, and Science and Technology Research and Development Plan of Qinhuangdao City （2012021A041）
文摘大量新能源并入电网,对水电的运行提出了更高的要求。为了提高水电的调节特性,提出一种考虑综合调节特性的水轮机调速器比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制参数整定方法。首先,基于特征线法和水轮机特性曲线建立了水轮机调节系统模型。其次,基于第三代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,NSGA-Ⅲ),以转速的时间乘绝对误差积分准则(integrated time and absolute error,ITAE)和超调量为目标,以比例调节系数,积分调节系数和微分调节系数为决策变量,得到帕雷托(Pareto)解集。最后,基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS),以增减负荷工况下的功率反调,超调量,稳定时间,机组水头极值,转速ITAE和超调量为指标,最终得到综合调节特性最好的PID参数。结果表明:该PID参数整定方法可以有效提升水轮机的综合调节特性,为实际工程中PID参数的选取提供理论依据。
文摘针对四旋翼飞行器的非线性姿态运动动力学模型,设计了一种新的几乎全局稳定的非线性PID(Proportional Integral Derivative)姿态控制器.该控制器由一个线性PID的控制部分和一个惯性力矩补偿部分组成,可以抑制常值干扰和幅值有界且能量有界的干扰.数字仿真验证了该控制器对干扰的抑制作用.在搭建的姿态控制实验平台上进行了定点姿态跟踪控制实验.实验结果显示俯仰角和滚转角的误差均小于1°,验证了该控制器对小角度控制的有效性和对未建模动态的鲁棒性.
