高超声速飞行器的鲁棒变增益跟踪控制器设计

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作者 叶丹 米艳欣 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1673-1677,共5页

针对含有时变不确定参数的高超声速飞行器模型,提出了一种新颖的鲁棒变增益跟踪控制方法.该方法可以解决传统固定增益鲁棒控制器难以处理时变大摄动的难题,进而提高高超声速飞行器的鲁棒性和抗干扰能力.跟踪控制器设计条件在鲁棒优化技... 针对含有时变不确定参数的高超声速飞行器模型,提出了一种新颖的鲁棒变增益跟踪控制方法.该方法可以解决传统固定增益鲁棒控制器难以处理时变大摄动的难题,进而提高高超声速飞行器的鲁棒性和抗干扰能力.跟踪控制器设计条件在鲁棒优化技术框架中给出,同时控制器增益按照所设计的切换律而变化.所提出的设计方法在保证高超声速飞行器鲁棒稳定性的同时,也实现了飞行器对指令信号的跟踪.最后,针对高超声速飞行器的仿真结果进一步验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 时变不确定参数 变增益控制器 跟踪控制 鲁棒控制

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基于免疫遗传算法的风力发电机组变增益PI控制器参数整定与优化 被引量：12

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作者 高峰 王伟 杨锡运 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期22-29,共8页

针对风力发电机组控制器参数在设计和优化过程中不易计算和整定的问题,首先通过Bladed软件模型线性化计算得出适用于参数整定和优化的风力发电机组线性化模型,然后基于免疫遗传算法整定PI控制器参数,根据风电场风速统计概率与Bladed软... 针对风力发电机组控制器参数在设计和优化过程中不易计算和整定的问题,首先通过Bladed软件模型线性化计算得出适用于参数整定和优化的风力发电机组线性化模型,然后基于免疫遗传算法整定PI控制器参数,根据风电场风速统计概率与Bladed软件辨识参数对普通和变增益PI控制器相关参数进行优化计算,建立了一套基于Bladed软件的风力发电机组变增益PI控制器参数整定与优化方法.结果表明:所提出的方法能够对风力发电机组变增益PI控制器参数进行有效的整定和优化,可为风力发电机组变增益PI控制器的设计与优化提供指导. 展开更多

关键词 风力发电机组 变增益PI控制器 参数整定 免疫遗传算法

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一种新的基于AVSC与模糊局部控制器网络的增益调度控制器(英文) 被引量：3

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作者 胡剑波 苏宏业 褚健 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期465-468,共4页

提出一种基于AVSC(近似变结构控制 )及FLCN(模糊局部控制器网络 )的鲁棒增益调度控制设计方法 .利用AVSC ,对于一般的工作点选择合适的滑动模及其趋近率 ,得到局部鲁棒AVSC控制律 ,使局部系统尽快进入滑动模 ,并具有期望的性能 ,同时能... 提出一种基于AVSC(近似变结构控制 )及FLCN(模糊局部控制器网络 )的鲁棒增益调度控制设计方法 .利用AVSC ,对于一般的工作点选择合适的滑动模及其趋近率 ,得到局部鲁棒AVSC控制律 ,使局部系统尽快进入滑动模 ,并具有期望的性能 ,同时能够克服一般VSC(变结构控制 )的控制信号抖动现象 .当然 ,任意一个局部控制器一般只能保证在其相应工作点附近的工作性能 .为此 ,引入了模糊控制技术的隶属函数 ,将它当作增益调度控制器的有效度函数 ,得到FLCN .仿真研究验证了所提出控制器设计方法的有效性 . 展开更多

关键词 增益调度控制器 滑动模 模糊局部控制网 AVSC

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随机激励下的电磁阻尼悬架控制器增益研究 被引量：2

4

作者 李翔晟 杨永柏 +1 位作者 李小青 唐晓红 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期9-14,共6页

根据电磁悬架系统物理简化模型推导了单轴电磁悬架系统的非线性动态方程及线性动态方程的控制器设计。提出了电磁悬架系统受到随机白噪声干扰激励下,悬架控制器增益的选择方法。选取次最优控制器增益作为控制方法,研究了悬架的位移响应... 根据电磁悬架系统物理简化模型推导了单轴电磁悬架系统的非线性动态方程及线性动态方程的控制器设计。提出了电磁悬架系统受到随机白噪声干扰激励下,悬架控制器增益的选择方法。选取次最优控制器增益作为控制方法,研究了悬架的位移响应均方值最小和系统的能量消耗最小时,状态反馈控制器的设计。将次最优控制器增益与由线性二次最优控制理论得出的状态反馈增益进行了比较,研究表明,电磁悬架可达到激波衰减和能耗的次最优,性能优于被动悬架系统,并通过实例进行了验证。 展开更多

关键词 车辆 电磁悬架 控制器增益 最优控制

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具有控制器增益摄动的非脆弱鲁棒控制器设计 被引量：2

5

作者 邵克勇 宋衍茹 +2 位作者 张良 王婷婷 宋金波 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2007年第3期87-91,155-156,共5页

针对控制器增益存在加性控制器增益摄动,分析了线性连续系统的非脆弱状态反馈控制问题.基于线性矩阵不等式(LMI)方法,给出非脆弱状态反馈控制器存在的充分条件;经由变量变换和Schur补引理证明,该LMI的参数都为线性.设计算例说明设计的... 针对控制器增益存在加性控制器增益摄动,分析了线性连续系统的非脆弱状态反馈控制问题.基于线性矩阵不等式(LMI)方法,给出非脆弱状态反馈控制器存在的充分条件;经由变量变换和Schur补引理证明,该LMI的参数都为线性.设计算例说明设计的可行性和有效性. 展开更多

关键词 控制器增益摄动 控制 线性矩阵不等式方法

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挖掘机动臂的LPV变增益H_∞控制器设计 被引量：1

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作者 邵辉 庄亚惠 +2 位作者 胡伟石 孙祥云 胡艳丽 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第1期166-170,共5页

以挖掘机动臂系统为研究对象,提出一种基于线性变参数(LPV)的H∞变增益控制算法。首先,通过脉冲响应技术得到各工作点的简化数学模型,建立了基于神经网络辨识模型变参数的全域LPV模型,然后利用凸分解技术得到模型的顶点表示,采用线性矩... 以挖掘机动臂系统为研究对象,提出一种基于线性变参数(LPV)的H∞变增益控制算法。首先,通过脉冲响应技术得到各工作点的简化数学模型,建立了基于神经网络辨识模型变参数的全域LPV模型,然后利用凸分解技术得到模型的顶点表示,采用线性矩阵不等式(LMI)方法,对各个顶点分别设计满足H∞性能和动态特性的状态反馈控制器,综合顶点控制器得到全局的变增益控制器。仿真结果表明,与PID控制器相比,该控制器在挖掘机全域工作范围内具有很好的控制性能。 展开更多

关键词 挖掘机动臂 线性变参数 变增益H∞控制器 线性矩阵不等式 状态反馈

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变增益PI速度控制器在间接磁场定向控制系统中的应用

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作者 李建军 桂卫华 +2 位作者 张超 何亚屏 盛洁波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期615-622,共8页

针对感应电机无速度传感器间接磁场定向控制系统中传统PI控制器和磁通观测器的不足,利用感应电机的时变参数模型的降阶处理方法,提出一种变增益的PI速度控制器;为获得无速度传感器控制,提出一种非线性鲁棒高增益观测器。仿真和试验验证... 针对感应电机无速度传感器间接磁场定向控制系统中传统PI控制器和磁通观测器的不足,利用感应电机的时变参数模型的降阶处理方法,提出一种变增益的PI速度控制器;为获得无速度传感器控制,提出一种非线性鲁棒高增益观测器。仿真和试验验证表明:PI速度控制器不但能根据实际工况实现PID参数的在线调整,而且工程实现简单,减少了系统在启动阶段的超调;非线性鲁棒高增益观测器只需要电机的定子电压和电流,能同时观测电机的状态量和转子时间常数等参数,鲁棒性好,计算量少,易于适时在线实现。 展开更多

关键词 感应电机 间接磁场定向控制 高增益观测器 变增益PI控制器

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一种基于离线策略表的实时变增益励磁控制器

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作者 徐青山 史林军 +1 位作者 毛莺池 乐秀璠 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2002年第11期20-22,共3页

设计了一种基于离线策略表的实时励磁控制器(RSLOEC)。利用发电机实际可能的运行样本依据最优控制原理离线形成反馈增益策略表。通过在线辨识出的样本组[Pe,Ut]经离线策略表插值拟合出最优反馈控制增益,以满足实时性的要求,从而弥补传统... 设计了一种基于离线策略表的实时励磁控制器(RSLOEC)。利用发电机实际可能的运行样本依据最优控制原理离线形成反馈增益策略表。通过在线辨识出的样本组[Pe,Ut]经离线策略表插值拟合出最优反馈控制增益,以满足实时性的要求,从而弥补传统LOEC不能适应大干扰的明显缺陷,提高励磁系统的稳定性。给出了Matlab仿真软件包的实现及励磁系统采用RSLOEC提高稳定性的仿真结果。 展开更多

关键词 离线策略表 电力系统 暂态稳定性 实时变增益励磁控制器

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基于L_2增益控制律的船舶横摇抑制研究 被引量：4

9

作者 陈少楠 陆建辉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2567-2571,共5页

根据单框架控制力矩陀螺动力特性,设计船舶横摇抑制装置,建立一船舶随机波浪干扰下横摇运动与控制力矩陀螺耦合非线性动力学方程,采用输入输出线性化技术及反步控制方法,设计抑制船舶横摇的非线性L2增益控制器,在控制律中引入陀螺进动... 根据单框架控制力矩陀螺动力特性,设计船舶横摇抑制装置,建立一船舶随机波浪干扰下横摇运动与控制力矩陀螺耦合非线性动力学方程,采用输入输出线性化技术及反步控制方法,设计抑制船舶横摇的非线性L2增益控制器,在控制律中引入陀螺进动恢复力矩项,将进动角约束在一定范围内,从而避免控制装置力矩输出奇异性的发生。通过对实船横摇运动数值仿真,研究表明所提出的船舶非线性横摇抑制装置具有优良的减摇性能,修正后的L2增益控制器对船舶随机波浪激励具有良好的抗干扰能力和抑制陀螺输出奇异能力。 展开更多

关键词 非线性横摇 随机波浪 单框架控制力矩陀螺 L2增益控制器

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直线电机速度伺服系统的变增益PI控制 被引量：6

10

作者 吴一祥 曾岳南 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第11期60-63,共4页

在直接驱动领域中常用的永磁直线同步电机(PMLSM)由于存在众多干扰和非线性因素,使用常规PI控制器控制时难以获得令人满意的控制效果。在综合分析PMLSM速度伺服控制系统PI控制器的参数调整规律的基础上,提出一种能根据偏差情况实时调整... 在直接驱动领域中常用的永磁直线同步电机(PMLSM)由于存在众多干扰和非线性因素,使用常规PI控制器控制时难以获得令人满意的控制效果。在综合分析PMLSM速度伺服控制系统PI控制器的参数调整规律的基础上,提出一种能根据偏差情况实时调整控制器参数的变增益PI控制器。该控制器克服了常规PI控制无法同时满足快速性与稳定性要求的缺点。仿真实验结果表明该控制器的使用使PMLSM速度伺服系统获得快速、精确的调速性能。 展开更多

关键词 直线永磁同步电机 调速 磁场定向控制 变增益PI控制器

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一类网络化控制系统的局部最优控制器设计 被引量：2

11

作者 孔德明 方华京 +1 位作者 蹇继贵 蒋永成 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期352-355,共4页

假定延时恒定且小于1个采样周期,采用Lyapunov函数、线性矩阵不等式(LMI)以及区间矩阵的概念,对状态反馈回路网络化的控制系统控制器增益进行设计,以寻求某个局部最优控制器增益,使网络化控制系统渐近稳定并同时使该控制器增益可变区间... 假定延时恒定且小于1个采样周期,采用Lyapunov函数、线性矩阵不等式(LMI)以及区间矩阵的概念,对状态反馈回路网络化的控制系统控制器增益进行设计,以寻求某个局部最优控制器增益,使网络化控制系统渐近稳定并同时使该控制器增益可变区间达到最大。此局部最优控制器增益以及控制器增益的最大可变区间可以利用LMI工具箱中的求解器gevp得到。实例表明,采用此种设计方法很容易得到局部最优控制器。 展开更多

关键词 网络化控制系统 线性矩阵不等式 区间矩阵 控制器增益 渐近稳定

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基于LMI方法的非脆弱控制器设计

12

作者 杨常伟 安锦文 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第11期95-98,共4页

研究具有加性控制器增益摄动闭环系统的稳定性问题,提出一种基于LMI凸优化的非脆弱状态反馈控制器设计方法,证明了控制器增益摄动时闭环系统稳定的充分必要条件,给出了具有非脆弱性控制器的设计形式和求解方法。仿真结果表明,应用该方... 研究具有加性控制器增益摄动闭环系统的稳定性问题,提出一种基于LMI凸优化的非脆弱状态反馈控制器设计方法,证明了控制器增益摄动时闭环系统稳定的充分必要条件,给出了具有非脆弱性控制器的设计形式和求解方法。仿真结果表明,应用该方法设计的控制器是非脆弱的,对控制器增益摄动具有很强的鲁棒性,响应速度与控制效果明显优于常规控制器。 展开更多

关键词 非脆弱性 控制器增益摄动 线性矩阵不等式

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空间机器人的可变增益滑模控制方法 被引量：5

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作者 史玲玲 姚鹤 +1 位作者 金鑫 李朝将 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期99-107,115,共10页

针对空间机器人抓捕目标的轨迹跟踪过程,提出了一种基于可变增益的滑模控制算法,并利用MATLAB/Simscape对空间机器人的理论动力学模型和控制算法进行了仿真校验。首先,基于拉格朗日法构建了空间机器人的动力学模型,并给出了系统参数不... 针对空间机器人抓捕目标的轨迹跟踪过程,提出了一种基于可变增益的滑模控制算法,并利用MATLAB/Simscape对空间机器人的理论动力学模型和控制算法进行了仿真校验。首先,基于拉格朗日法构建了空间机器人的动力学模型,并给出了系统参数不确定时的动力学方程。设计了一种滑模控制器,在控制器中引入了可变增益,该增益可根据系统的不确定性和系统的运动状态进行调整,从而使控制器具有很强的鲁棒性。基于Simscape Multibody软件模块,对空间机器人的理论动力学模型进行了验证。在此基础上,针对多关节运动和系统模型不确定两种情形,利用可变增益滑模控制算法进行了空间机器人的轨迹跟踪仿真实验。实验结果表明,与传统的计算力矩法相比,本文提出的控制算法呈现出更高的运动控制精度和误差收敛速度。 展开更多

关键词 空间机器人 轨迹跟踪 动力学建模 可变增益滑模控制器 Simscape Multibody

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直驱XY平台变增益交叉耦合互补滑模轮廓控制 被引量：11

14

作者 金鸿雁 赵希梅 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期42-47,共6页

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)直接驱动XY平台存在的系统不确定性因素及双轴间耦合的问题,在建立双轴直驱平台数学模型和分析系统轮廓误差的基础上,采用将互补滑模控制器(CSMC)与变增益交叉耦合控制器(VGCCC)相结合的轮廓控制策略以保... 针对永磁直线同步电动机(PMLSM)直接驱动XY平台存在的系统不确定性因素及双轴间耦合的问题,在建立双轴直驱平台数学模型和分析系统轮廓误差的基础上,采用将互补滑模控制器(CSMC)与变增益交叉耦合控制器(VGCCC)相结合的轮廓控制策略以保证系统实现高精密轮廓加工。CSMC作为反馈控制器,可抑制参数变化、外部扰动以及摩擦力等不确定性因素对系统的影响,保证系统的强鲁棒性。同时,引入VGCCC解决直驱XY平台间参数不匹配造成的耦合问题,VGCCC可根据轮廓误差估计模型得到的实时轮廓误差改变控制器的补偿增益值,将轮廓误差按照一定比例分配到各轴中,减小系统轮廓误差,从而实现双轴精密轮廓加工,满足系统要求的控制精确度。实验结果表明,该方法使直驱XY平台伺服系统具有较强的鲁棒性能和跟踪性能,进而提高了系统的轮廓加工精确度。 展开更多

关键词 直驱XY平台 不确定性 互补滑模控制器 变增益交叉耦合控制器 轮廓控制

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基于滞后-停留时间切换控制的输入受限系统

15

作者 林孝工 谢业海 +1 位作者 赵大威 徐树生 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期720-724,共5页

针对监督控制系统输入受限时的切换问题,利用小增益控制法为系统构造多个控制器,并提出一种新的切换逻辑.该切换逻辑可以避免切换系统出现频繁切换,还可以保证系统不会因滞后参数选取的不当而错失切换到最佳的控制器.文中利用积分输入-... 针对监督控制系统输入受限时的切换问题,利用小增益控制法为系统构造多个控制器,并提出一种新的切换逻辑.该切换逻辑可以避免切换系统出现频繁切换,还可以保证系统不会因滞后参数选取的不当而错失切换到最佳的控制器.文中利用积分输入-状态稳定性原理证明了该切换逻辑可以保证闭环系统的稳定性.最后对一组输入约束小增益控制系统进行计算机仿真验证,仿真结果表明了该切换逻辑的有效性. 展开更多

关键词 监督控制 输入受限系统 滞后切换逻辑 停留时间切换逻辑 小增益控制器 切换控制

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基于卡尔曼滤波的四旋翼飞行器姿态估计和控制算法研究(英文) 被引量：41

16

作者 汪绍华 杨莹 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1109-1115,共7页

四旋翼飞行器作为无人机的一种,由于其简单气动布局和复杂的动力学模型,在控制领域获得了越来越多的学术关注;本文首先分析了微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)传感器的误差,给出了基于自回归(autoregressive,AR)噪声模型的卡尔曼滤波... 四旋翼飞行器作为无人机的一种,由于其简单气动布局和复杂的动力学模型,在控制领域获得了越来越多的学术关注;本文首先分析了微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)传感器的误差,给出了基于自回归(autoregressive,AR)噪声模型的卡尔曼滤波算法设计;然后根据加速度计和陀螺仪长短周期测量的不同特性,进一步对姿态数据做互补融合,实验表明此算法可以实现良好的滤波效果;基于上面的姿态估计,本文又提出了一种双增益的PD控制算法对飞行器进行姿态控制;最后将姿态估计算法和控制算法应用到实验平台中,可以实现四旋翼在支架上的自主悬停等功能. 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 卡尔曼滤波 姿态估计 自回归(auto—regressive AR)模型 双增益PD控制器 悬停控制

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窄间隙焊接钨极动态运动轨迹多自由度控制 被引量：2

17

作者 刘立君 占小红 +2 位作者 韩玉杰 李冬青 吴林 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期17-21,共5页

在厚壁管、压力容器及电站锅炉的窄间隙全位置焊接中 ,钨极运动轨迹是动态的。根据窄间隙全位置焊接工艺要求 ,从钨极运动轨迹角度 ,提出了钨极运动轨迹综合控制方案 ,通过对钨极柔性接触引弧轨迹上的各参数作用机理研究 ,提出钨极柔性... 在厚壁管、压力容器及电站锅炉的窄间隙全位置焊接中 ,钨极运动轨迹是动态的。根据窄间隙全位置焊接工艺要求 ,从钨极运动轨迹角度 ,提出了钨极运动轨迹综合控制方案 ,通过对钨极柔性接触引弧轨迹上的各参数作用机理研究 ,提出钨极柔性接触引弧控制方法 ;根据钨极摆动轨迹分析 ,提出基值电压控制弧长和基、峰值电压值分别控制弧长两种方案 ;为避免在窄间隙U形坡口两侧壁出现”爬弧现象” ,设计了焊缝横向运动轨迹计算机控制自动跟踪系统 ;根据全位置焊接重力对钨极纵向运动轨迹影响特点 。 展开更多

关键词 可变增益PID控制器 引弧轨迹 摆动轨迹 多自由度控制 窄间隙全位置焊接

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Delta算子系统具有极点约束的鲁棒非脆弱方差控制 被引量：3

18

作者 肖民卿 陈金玉 曹长修 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1139-1141,共3页

研究Delta算子描述的线性不确定系统具有圆形区域极点约束的鲁棒非脆弱方差控制问题.针对系统参数范数有界不确定性和控制器的乘性增益不确定性,运用线性矩阵不等式(LMI)方法,提出具有圆形区域极点约束的状态反馈鲁棒非脆弱方差控制器... 研究Delta算子描述的线性不确定系统具有圆形区域极点约束的鲁棒非脆弱方差控制问题.针对系统参数范数有界不确定性和控制器的乘性增益不确定性,运用线性矩阵不等式(LMI)方法,提出具有圆形区域极点约束的状态反馈鲁棒非脆弱方差控制器存在的条件和设计方法.数值算例表明设计方法的可行性. 展开更多

关键词 鲁棒方差控制 DELTA算子系统 非脆弱控制 控制器增益不确定性

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基于LMI的交直流混合微网断面电压非脆弱鲁棒H_∞控制 被引量：6

19

作者 张虹 侯宁 +1 位作者 葛得初 孔冠荀 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期79-86,共8页

以交直流混合微网为研究背景,对其中用于实现混合微网能量互济的交直流断面系统展开研究。考虑系统中存在的不确定性和脆弱性,采用非脆弱鲁棒H_∞控制方法以稳定交直流母线电压。同时为兼顾系统的动态响应特性,结合LMI(Linear Matrix In... 以交直流混合微网为研究背景,对其中用于实现混合微网能量互济的交直流断面系统展开研究。考虑系统中存在的不确定性和脆弱性,采用非脆弱鲁棒H_∞控制方法以稳定交直流母线电压。同时为兼顾系统的动态响应特性,结合LMI(Linear Matrix Inequalities)区域极点配置,设计交直流断面系统非脆弱鲁棒H_∞-γD-稳定控制器。仿真研究表明,所设计的控制器在参数不确定、存在外界干扰和控制器增益摄动情况下具有较好的控制性能,满足混合微网交直流断面系统对稳定性、鲁棒性和高精度控制的要求。 展开更多

关键词 交直流断面 控制器增益摄动 非脆弱鲁棒H∞控制 LMI 区域极点配置

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不确定离散时滞系统的弹性保性能控制 被引量：1

20

作者 杨雪 刘晓华 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2006年第5期909-911,共3页

针对一类不确定离散时滞系统,同时考虑对象和控制器本身的不确定性,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出弹性保性能状态反馈控制器的设计方法。通过LMI的可行解构造控制器,数值算例显示该方法的可行性。

关键词 离散时滞系统 保性能控制 线性矩阵不等式(LMI) 控制器增益摄动

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