空间堆线性变参数模型预测控制方法 被引量：1

1

作者 马骞 孙培伟 魏新宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期164-175,共12页

针对传统PID控制方法在面临复杂负荷需求变化时无法满足空间核反应堆的控制性能需求的问题,提出了基于线性变参数模型的空间堆模型预测控制方法。针对强非线性特性,采用线性变参数模型作为预测模型,对全功率范围内的空间堆运行特性进行... 针对传统PID控制方法在面临复杂负荷需求变化时无法满足空间核反应堆的控制性能需求的问题,提出了基于线性变参数模型的空间堆模型预测控制方法。针对强非线性特性,采用线性变参数模型作为预测模型,对全功率范围内的空间堆运行特性进行预测;针对大时滞的特性,采用串级控制理论结合模型预测方法优化执行机构动作,提升被控量的响应速度。分别设计了电功率和冷却剂温度的预测控制系统,在典型工况下进行控制性能仿真验证,结果表明:相对于串级PID控制系统,所设计的预测控制系统的电功率调节时间减少了68.7%,冷却剂温度调节时间减少了81.7%;电功率和冷却剂温度预测控制系统的核功率的超调量分别减少了22.3%和13.0%,保证了反应堆的安全;控制系统的适用性强,在不同功率水平均具有良好的控制性能;执行机构的动作大幅减少,驱动电机峰值电压下降了84.1%,使用寿命得到延长,系统经济性得到提升。该研究提出的结合串级控制理论基于线性变参数模型的预测控制方法能够用于优化空间堆的控制系统。 展开更多

关键词 空间核反应堆 模型预测控制 线性变参数模型 串级控制

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缺失数据下半参数变系数部分线性模型的统计推断 被引量：10

2

作者 陈盼盼 冯三营 薛留根 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2015年第2期345-358,共14页

该文研究协变量随机缺失下半参数变系数部分线性模型的统计推断.利用逆概率加权最小二乘方法给出了模型中参数分量和非参数分量的估计,并证明了它们的渐近正态性.另外该文又提出了一个逆概率加权经验对数似然比统计量,并证明该统计量服... 该文研究协变量随机缺失下半参数变系数部分线性模型的统计推断.利用逆概率加权最小二乘方法给出了模型中参数分量和非参数分量的估计,并证明了它们的渐近正态性.另外该文又提出了一个逆概率加权经验对数似然比统计量,并证明该统计量服从标准χ^2分布,从而构造了模型中参数分量的经验似然置信域.最后通过模拟研究和实例分析说明该文提出的方法具有较好的有限样本性质. 展开更多

关键词 半参数变系数部分线性模型 缺失数据 逆概率加权 渐近正态性 经验似然

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基于状态空间平均法的Boost变换器显式模型预测控制

3

作者 王昭鸿 许可 +1 位作者 兰永红 杨孝凡 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第7期2543-2551,共9页

针对开关频率与计算复杂度之间的问题,利用Boot电路数学模型,提出了一种新型显式模型预测控制策略。首先,为了把Boot电路中的非线性化问题转换成双状态空间的线性化问题,采取状态平均法,以折线近似其中电容电压的变化,并把每一个周期内... 针对开关频率与计算复杂度之间的问题,利用Boot电路数学模型,提出了一种新型显式模型预测控制策略。首先,为了把Boot电路中的非线性化问题转换成双状态空间的线性化问题,采取状态平均法,以折线近似其中电容电压的变化,并把每一个周期内的电压状态平均值作为变量,构造了线性变参数模型。然后,利用泰勒级数设计了一种新的预测模型预测观测器,并用系统中预测输出和实际输出的偏差,构造出最小评价函数,实现对被控对象的持续跟踪控制。最后,利用改进型内点法进行求解和稳定性分析,对阶跃、矩形和正弦的3种不同电压信号的追踪进行数值仿真,验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 模型预测控制 BOOST变换器 线性变参数模型 内点法

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涡轮增压柴油机线性变参数模型 被引量：2

4

作者 王海燕 张均东 任光 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期966-969,979,共5页

以平均值模型为基础,通过简化各子模型,得到包含4个变量的状态空间模型,并转化为线性变参数模型.4个状态变量分别是柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率.以6S60MC型船用柴油机为例进行了仿真计算,并与平均值模型作了对比分... 以平均值模型为基础,通过简化各子模型,得到包含4个变量的状态空间模型,并转化为线性变参数模型.4个状态变量分别是柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率.以6S60MC型船用柴油机为例进行了仿真计算,并与平均值模型作了对比分析.结果表明,该模型相对简单而准确,可以直接用于基于模型的控制算法的设计分析. 展开更多

关键词 柴油机 电控 平均值模型 线性变参数模型

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大型低速柴油机线性变参数状态空间模型 被引量：3

5

作者 王海燕 张均东 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期543-547,共5页

相对简单而准确的模型是现代控制算法设计的基础,是提高柴油机电控稳定性和性能指标,从而提高柴油机经济性并降低排放污染的基础。对平均值模型进行了简化,在此基础上选取柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率为状态变量,转... 相对简单而准确的模型是现代控制算法设计的基础,是提高柴油机电控稳定性和性能指标,从而提高柴油机经济性并降低排放污染的基础。对平均值模型进行了简化,在此基础上选取柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率为状态变量,转化为四阶线性变参数状态空间模型。以6S60MC型船用大型低速柴油机为例进行了仿真计算,并与平均值模型作了对比分析。结果表明,本模型相对简单而准确,可用于船用柴油机控制算法的设计分析。 展开更多

关键词 柴油机 平均值模型 线性变参数模型

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基于半参数变系数部分线性模型的小麦抗倒伏性分析 被引量：1

6

作者 刘锋 王利兵 徐振枢 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2013年第4期121-126,共6页

应用统计的方法在小麦的抗倒伏指数与自身的各指标间建立了一个半参数变系数部分线性模型,对小麦的倒伏情况进行预测。结果表明:该方法可有效预测小麦的抗倒伏性,对提高小麦的产量有一定帮助。

关键词 抗倒伏性 机械强度 半参数变系数部分线性模型

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基于线性变参数模型的汽车移动无线充电系统研究 被引量：3

7

作者 马精慧 宋杨 《电子测量技术》 2018年第4期16-23,共8页

基于谐振网络互感理论,构建了电动汽车移动无线充电系统的线性变参数（LPV）模型,完整刻画了充电过程中系统的动态变化;进一步给出发射与接收线圈之间互感的计算公式,分析了汽车纵向和横向位置对互感的影响。然后通过仿真分析了互感变... 基于谐振网络互感理论,构建了电动汽车移动无线充电系统的线性变参数（LPV）模型,完整刻画了充电过程中系统的动态变化;进一步给出发射与接收线圈之间互感的计算公式,分析了汽车纵向和横向位置对互感的影响。然后通过仿真分析了互感变化对接收端电流的影响,与现有结果进行对比,LPV模型更能准确描述电动汽车移动对充电过程的显著影响,为移动无线充电系统的控制设计问题提供了基础。尤其当汽车与发射线圈产生较大横向位移时,充电功率降低,对其进行一定的补偿。 展开更多

关键词 电动汽车 移动无线充电 线性变参数模型 互感计算

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无稳态非线性系统线性变参数模型辨识 被引量：1

8

作者 黄江茵 赵晶 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期560-566,共7页

针对无稳态非线性系统,提出2种线性变参数(linear parameter varying,LPV)模型辨识方法.对于线性权重LPV模型,结合高斯牛顿法和最小二乘法对局部线性模型的参数寻优;对于高斯权重LPV模型,采用Narendra-Gallman算法并根据参数与优化目标... 针对无稳态非线性系统,提出2种线性变参数(linear parameter varying,LPV)模型辨识方法.对于线性权重LPV模型,结合高斯牛顿法和最小二乘法对局部线性模型的参数寻优;对于高斯权重LPV模型,采用Narendra-Gallman算法并根据参数与优化目标之间的关系,将参数分为线性部分和非线性部分并进行交替迭代.通过对循环流化床锅炉实际工业系统的建模结果和实测结果对比验证了所提算法的有效性.与带稳态LPV模型相比,3个主要输出蒸汽压力、蒸汽温度和炉膛温度均获得较好的输出拟合效果,最优匹配率分别提高52.8%,21.1%和32.2%以上.验证了所提算法在复杂工业非线性对象建模上的有效性和实用性. 展开更多

关键词 非线性系统 无稳态 线性变参数模型 循环流化床锅炉

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航空发动机线性变参数建模方法研究 被引量：16

9

作者 李华聪 王鑫 +1 位作者 韩小宝 孙有田 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期418-421,共4页

针对航空发动机增益调度控制技术使用的线性变参数(Linear Parameter Varying-LPV)模型,研究了两种LPV建模方法—雅克比和基于变化率方法。建立了涡扇发动机准LPV模型,进行了动态仿真验证。结果表明,与非线性模型相比,所建立的准LPV模... 针对航空发动机增益调度控制技术使用的线性变参数(Linear Parameter Varying-LPV)模型,研究了两种LPV建模方法—雅克比和基于变化率方法。建立了涡扇发动机准LPV模型,进行了动态仿真验证。结果表明,与非线性模型相比,所建立的准LPV模型具有较好的动态性能,为航空发动机LPV增益控制研究提供了保证。 展开更多

关键词 航空发动机 增益调度 线性变参数模型^+ 雅克比方法 基于变化率方法^+

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基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计 被引量：7

10

作者 贾秋生 史新兴 +2 位作者 李华聪 韩小宝 李岩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期431-438,共8页

针对航空发动机全包线多变量鲁棒变增益控制器设计问题,提出了一种基于混合区域极点配置的鲁棒变参数控制方法。利用Jacobian方法建立多调度参数下的发动机仿射线性变参数(Linear parameter varying,LPV)模型,用于描述发动机全包线内的... 针对航空发动机全包线多变量鲁棒变增益控制器设计问题,提出了一种基于混合区域极点配置的鲁棒变参数控制方法。利用Jacobian方法建立多调度参数下的发动机仿射线性变参数(Linear parameter varying,LPV)模型,用于描述发动机全包线内的非线性动态特性;针对上述LPV模型,采用仿射参数依赖Lyapunov函数设计具有H∞鲁棒性能的状态反馈控制器,给出了控制系统全局稳定性的证明;并利用混合区域极点配置方法,将闭环系统极点配置到左半平面指定位置,以保证控制系统的动态特性及稳定裕度;进而引入凸多胞技术,将参数依赖线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)方程转化为有限维LMI进行控制器求解,并得到了全局解。针对涡扇发动机的仿真结果表明:存在复杂量测噪声干扰条件下,鲁棒变参数控制器可以实现发动机全包线内控制指令的精确跟踪,系统阶跃响应的调节时间不超过1.5s,系统无超调,对控制期望的稳态跟踪误差在0.02%以内,符合发动机控制系统技术要求。 展开更多

关键词 航空发动机 参数依赖LYAPUNOV函数 线性变参数模型 极点配置 鲁棒控制

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执行器故障下变体飞行器线性变参数容错控制

11

作者 范绪恩 蔡光斌 +2 位作者 吴彤 肖永强 尚逸鸣 《兵工学报》 2025年第8期105-115,共11页

针对变体飞行器在飞行过程中匹配干扰和执行器乘性故障问题,提出一种基于多胞线性变参数(Linear Parameter-Varying,LPV)模型的滑模容错控制方法。基于一类翼展变形变体飞行器的纵向非线性动力学模型,建立变体飞行器的LPV模型。将LPV模... 针对变体飞行器在飞行过程中匹配干扰和执行器乘性故障问题,提出一种基于多胞线性变参数(Linear Parameter-Varying,LPV)模型的滑模容错控制方法。基于一类翼展变形变体飞行器的纵向非线性动力学模型,建立变体飞行器的LPV模型。将LPV模型转化为多胞体形式,使无限维数的线性矩阵不等式求解问题转化为有限维数LMI问题。为保证执行器在发生故障时变体飞行器的稳定性和鲁棒性,选取合适的滑模面并设计滑模容错控制律,给出一种增益调度容错控制算法,并应用于变体飞行器进行数值仿真验证。仿真结果表明:所设计的控制器能够保证闭环系统在执行器发生故障时的稳定性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 变体飞行器 线性变参数模型 线性矩阵不等式 滑模控制 容错控制

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高纯度分馏塔的建模及其非线性控制 被引量：1

12

作者 黄江茵 赵晶 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期251-258,共8页

以高纯度分馏塔为对象,研究其建模及控制策略.以变参数线性(LPV)动态模型结构为基础,分别对多项式权重和高斯权重进行改进.采用带约束的多项式权重,构造拉格朗日函数进行参数寻优,避免LPV模型增益符号的错误;将高斯函数改进为分段形式,... 以高纯度分馏塔为对象,研究其建模及控制策略.以变参数线性(LPV)动态模型结构为基础,分别对多项式权重和高斯权重进行改进.采用带约束的多项式权重,构造拉格朗日函数进行参数寻优,避免LPV模型增益符号的错误;将高斯函数改进为分段形式,使其能够应用于工作点非均匀分布的系统.分馏塔产品纯度输出拟合和阶跃响应曲线对比结果显示,基于上述2种权重函数的LPV模型均能够较好地拟合系统输出,最优匹配率达到74%以上,并符合实际对象阶跃响应特征.基于所建LPV模型设计非线性内模PID控制器,给出工作点上局部线性模型及控制器参数关系式,采用与辨识LPV模型时相同的方法对局部控制参数进行插值计算.仿真控制结果显示该方法能够有效地将2个输出控制在设定范围内,且具有参数整定简便,抗干扰性强的优点. 展开更多

关键词 高纯度分馏塔 变参数线性模型 非线性PID控制

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基于LPV模型的燃料电池空气进气系统控制 被引量：5

13

作者 沈烨烨 陈雪兰 +3 位作者 谢磊 李修亮 吴禹 赵路军 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期4529-4535,共7页

质子交换膜燃料电池是一种通过氢气和氧气的电化学反应将化学能直接转化为电能的装置。提出一种改进的四阶燃料电池进气系统模型,分析了系统的约束性。针对系统模型所具有的非线性特性,提出建立线性变参数(LPV)模型用于对系统的控制。... 质子交换膜燃料电池是一种通过氢气和氧气的电化学反应将化学能直接转化为电能的装置。提出一种改进的四阶燃料电池进气系统模型,分析了系统的约束性。针对系统模型所具有的非线性特性,提出建立线性变参数(LPV)模型用于对系统的控制。针对状态变量不可测的问题引入卡尔曼滤波器,同时通过可观性分析得出系统所需测量的最佳变量。在符合约束条件下设计基于线性变参数模型的状态空间模型预测控制器,控制空压机的工作电压保证氢气燃料的充分反应。仿真结果表明,基于LPV模型的模型预测控制器能够对空气进气系统进行有效的控制,且满足空压机喘振和阻塞边界等约束条件,与单模型预测控制相比具有更好的控制效果。 展开更多

关键词 燃料电池 线性变参数模型 模型预测控制 动态建模 控制

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LPV模型的Kalman滤波器设计 被引量：3

14

作者 胡卫红 李述清 +1 位作者 刘毅男 胡波 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第35期145-147,共3页

针对线性变参数(LPV)模型,给出了一种改进Kalman滤波器设计方法,这种滤波方法可以根据系统LPV模型实时调整滤波状态方程矩阵系数,从而增强滤波算法对系统模型变化的跟踪性能,并提高滤波准确性。结合具体实例,通过仿真比较,较好地检验了... 针对线性变参数(LPV)模型,给出了一种改进Kalman滤波器设计方法,这种滤波方法可以根据系统LPV模型实时调整滤波状态方程矩阵系数,从而增强滤波算法对系统模型变化的跟踪性能,并提高滤波准确性。结合具体实例,通过仿真比较,较好地检验了该方法的有效性。 展开更多

关键词 非线性系统 KALMAN滤波器 线性变参数模型

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基于LPV模型的磷酸铁锂电池SOC实时算法 被引量：4

15

作者 郑燕萍 杜政平 +1 位作者 吴松松 陈宁 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期600-603,共4页

动力电池荷电状态(SOC)值是电动汽车整车控制策略和电池管理系统中的一个重要参数。文章以磷酸铁锂动力电池为研究对象,提出基于线性变参数(LPV)模型的电池SOC实时估算方法。该方法在电池特性试验研究的基础上,建立电池等效电路模型,将... 动力电池荷电状态(SOC)值是电动汽车整车控制策略和电池管理系统中的一个重要参数。文章以磷酸铁锂动力电池为研究对象,提出基于线性变参数(LPV)模型的电池SOC实时估算方法。该方法在电池特性试验研究的基础上,建立电池等效电路模型,将电池非线性系统转换为LPV系统,将其状态空间系数矩阵作为电池可测量的函数,设计滤波器算法,实现磷酸铁锂动力电池SOC的实时估算。利用Matlab软件建立该算法的仿真模型,仿真结果验证了SOC实时估算方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 磷酸铁锂电池 荷电状态(SOC)估算 等效电路模型 线性变参数(LPV)模型

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基于LPV模型的航空发动机控制器Kalman滤波器设计 被引量：1

16

作者 李述清 张胜修 +1 位作者 刘毅男 周志清 《航空发动机》 2011年第1期24-27,共4页

针对航空发动机LPV模型,设计了1种改进Kalman滤波器设计方法,并应用于某型涡扇发动机控制系统中。涡扇发动机宽工况变化过程的仿真结果表明,该滤波器可实现对系统输出和状态的有效跟踪和滤波,较好地检验了该方法的有效性。

关键词 KALMAN滤波器 航空发动机 线性变参数模型

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一种基于速率线性化的非线性预测控制算法

17

作者 田学民 王平 田华阁 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1732-1736,共5页

提出了一种基于速率线性化方法的非线性预测控制算法。该算法采用速率线性化方法得到与原系统非线性模型相对应的线性变参数模型,这类变参数模型在结构上是线性的,而模型参数将随工作条件的变化而变化,在系统的整个工作区间内都能很好... 提出了一种基于速率线性化方法的非线性预测控制算法。该算法采用速率线性化方法得到与原系统非线性模型相对应的线性变参数模型,这类变参数模型在结构上是线性的,而模型参数将随工作条件的变化而变化,在系统的整个工作区间内都能很好地逼近原非线性模型。在此模型的基础上设计了预测控制器,并利用基于置信域的Levenberg-Marquardt算法在线求得预测控制率。最后对连续搅拌反应釜进行了仿真研究,仿真结果表明了该算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 速率线性化 线性变参数模型 预测控制 LEVENBERG-MARQUARDT算法

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基于鲁棒故障诊断LPV模型的舰载QUAV跟踪控制

18

作者 朱威 马伟明 +1 位作者 阳习党 肖欢 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期2540-2546,共7页

设计适用于外部干扰抑制的无人机鲁棒故障检测与跟踪控制系统。首先,将舰载四旋翼直升机(quad-roto unmanned aerial vehicle,QUAV)建模为线性变参数系统(linear variable parameter system,LPVs),作为目标来进行系统设计。同时,为了进... 设计适用于外部干扰抑制的无人机鲁棒故障检测与跟踪控制系统。首先,将舰载四旋翼直升机(quad-roto unmanned aerial vehicle,QUAV)建模为线性变参数系统(linear variable parameter system,LPVs),作为目标来进行系统设计。同时,为了进行故障检测和隔离,设计了一个强大的LPVs观测器,利用一组可行线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMI)给出保证系统渐近稳定和抗干扰鲁棒性的充分条件。此外,基于LMI区域的极点配置考虑观测器的增益设计。然后,通过观测器库考虑故障检测和隔离方案,检测和隔离传感器故障。其次,通过考虑比较器集成控制方案对反馈控制器进行设计。目标是设计鲁棒控制器,使QUAV无偏差跟踪设定位置。最后,通过在模拟模型中,对算法的有效性进行实验验证。 展开更多

关键词 鲁棒控制 故障诊断 线性变参数系统模型 四旋翼无人机 跟踪控制

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基于双层LPV模型的涡扇发动机切换控制 被引量：4

19

作者 孙昊博 潘慕绚 黄金泉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2828-2838,共11页

航空发动机飞行包线和参数变化范围大,要想保证整个参数区间存在一个单一的LPV控制器,往往需要牺牲一些区域的性能。针对上述问题,提出一种基于双层LPV模型的切换控制方法。首先通过发动机进口条件将飞行包线划分为几个局部重叠的子区域... 航空发动机飞行包线和参数变化范围大,要想保证整个参数区间存在一个单一的LPV控制器,往往需要牺牲一些区域的性能。针对上述问题,提出一种基于双层LPV模型的切换控制方法。首先通过发动机进口条件将飞行包线划分为几个局部重叠的子区域,分别建立各个子区域的双层LPV模型并求取对应的Lyapunov函数,进而根据所得的Lyapunov函数设计各子区域的控制器,并采用滞后切换策略和共同二次Lyapunov函数相结合的方式实现各子区域间的切换,解决控制器在切换时抖振问题的同时保证切换的稳定性,最后以某型涡扇发动机为对象进行仿真,结果表明所设计的控制器在全包线内有良好的控制效果。 展开更多

关键词 航空发动机 双层线性变参数模型 切换系统 滞后切换 控制

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多性能指标约束下的涡扇发动机大包线抗扰控制

20

作者 张家熹 岳世壮 +1 位作者 孙洪飞 曾建平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1811-1820,共10页

针对涡扇发动机系统会受到状态扰动且需满足给定的多性能指标约束问题,本文基于大包线非线性变参数模型,设计了一种鲁棒非线性控制器.首先,将状态扰动对系统的影响看作系统参数的不确定性;其次,将性能指标约束转化为对系统状态误差的约... 针对涡扇发动机系统会受到状态扰动且需满足给定的多性能指标约束问题,本文基于大包线非线性变参数模型,设计了一种鲁棒非线性控制器.首先,将状态扰动对系统的影响看作系统参数的不确定性;其次,将性能指标约束转化为对系统状态误差的约束,通过设计指数衰减函数,限制系统的状态误差,进而使系统满足期望的性能指标;最后,采用多项式平方和技术,得到了控制器的可解性条件,并通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性.仿真结果说明,本文提出的控制方法使得涡扇发动机对状态扰动有明显的抑制作用,且闭环系统满足给定的动态和稳态性能指标. 展开更多

关键词 涡扇发动机 大包线 非线性变参数模型 状态扰动 多性能指标约束

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