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基于遗传算法的导弹姿控回路线性二次型控制器优化设计
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作者 王中流 张鹏飞 +1 位作者 何印 马振华 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第1期22-29,共8页
针对导弹姿控系统的动态响应稳定性问题,设计了一种基于遗传算法的线性二次型控制器。在线性定常系统中设计一种最优线性二次型控制器,使用遗传算法对控制器的权重矩阵进行优化和解算,并对设计的线性二次型控制器进行仿真验证。仿真结... 针对导弹姿控系统的动态响应稳定性问题,设计了一种基于遗传算法的线性二次型控制器。在线性定常系统中设计一种最优线性二次型控制器,使用遗传算法对控制器的权重矩阵进行优化和解算,并对设计的线性二次型控制器进行仿真验证。仿真结果表明,相较于没有线性二次型控制器的三阶系统,该设计可将三阶姿控系统的上升时间提高至0.3 s,峰值时间缩短为1.3 s,超调量降低至10%;此外,与传统的线性二次型控制器相比,结合遗传算法优化的线性二次型控制器可将三阶姿控系统的响应时间缩短2 s,超调量降低至5%,能够有效提升导弹姿控回路稳定性能,缩短系统响应时间。 展开更多
关键词 姿控系统 线性控制 权重矩阵 参数优化
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双PWM变流器飞轮系统母线电压LADRC二次控制策略 被引量:1
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作者 魏乐 周子宇 +1 位作者 房方 王冰玉 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期242-250,共9页
提出一种基于二阶线性自抗扰控制(LADRC)的飞轮储能系统直流母线电压二次控制策略来应对飞轮储能系统频繁充放电切换带来的母线电压波动问题,其将母线电压及微分值分别视为状态变量,负载功率、参数不确定性等内外干扰视为扩展状态量进... 提出一种基于二阶线性自抗扰控制(LADRC)的飞轮储能系统直流母线电压二次控制策略来应对飞轮储能系统频繁充放电切换带来的母线电压波动问题,其将母线电压及微分值分别视为状态变量,负载功率、参数不确定性等内外干扰视为扩展状态量进行扰动观测器设计。该策略能将工况切换造成电压波动的观测扰动量实时补偿至控制量中,实现扰动补偿。加入二次控制解决LADRC面对非常值扰动会存在稳态误差的问题,保证飞轮储能系统在充放能切换过程中母线电压具备较好的快速响应和抗干扰性能的同时实现无差控制。最后通过仿真验证了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 飞轮 储能 整流电路 电压控制 线性自抗扰控制 控制
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新能源直流组网倍流整流器线性二次型最优控制增强抗扰特性研究
3
作者 董帅 刘黎 +3 位作者 段天元 田艳军 赵华伟 李赢正 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期140-149,共10页
针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的... 针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的动态特性,提高电解设备的运行效率和槽内材料的寿命。结果证明,该方法可以显著地降低系统的电压、电流波动时间,且与常规的PI控制相比,对系统干扰的抑制效果更好。最后,对线性二次型最优控制所提出的理论与方法进行仿真验证,证明其正确性与适用性。 展开更多
关键词 新能源 DC-DC变流器 电解制氢 状态反馈 线性型最优控制 抗扰特性
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交流主动磁轴承电主轴线性二次型最优控制 被引量:10
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作者 朱熀秋 黄振跃 +2 位作者 阮颖 张维煜 杨益飞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期71-78,94,共9页
针对交流主动磁轴承电主轴,提出采用线性二次型最优控制理论设计磁轴承控制器。阐述了一种交流主动磁轴承支承的电主轴结构和工作原理,建立了电主轴系统的状态方程。在介绍线性二次型最优控制理论的基础上,采用线性二次型最优控制理论... 针对交流主动磁轴承电主轴,提出采用线性二次型最优控制理论设计磁轴承控制器。阐述了一种交流主动磁轴承支承的电主轴结构和工作原理,建立了电主轴系统的状态方程。在介绍线性二次型最优控制理论的基础上,采用线性二次型最优控制理论设计了5自由度交流磁轴承电主轴分散和集中参数控制器,并用Matlab软件对集中和分散控制器进行仿真和性能比较。仿真实验结果表明,交流主动磁轴承电主轴转子在20 000 r/min以下运行,采用线性二次型最优控制理论设计的分散控制器,能够实现转子稳定悬浮,交流主动磁轴承电主轴能够按理想的指标运行,并且具有良好的动、静态性能。 展开更多
关键词 磁轴承 电主轴 状态方程 线性 控制
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基于双层协调控制的电池储能参与电网二次调频策略 被引量:4
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作者 肖家杰 李培强 +3 位作者 毛志宇 刁涵彬 刘康 涂春鸣 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期9-17,共9页
针对电池储能参与电网二次调频的场景,为了提升电池储能的寿命以及改善调频效果,提出一种基于双层协调控制的电池储能控制策略。在外层控制中,针对储能参与电网调频的时机与深度,分析基于灵敏度计算的阶跃式控制模式对储能出力特性的影... 针对电池储能参与电网二次调频的场景,为了提升电池储能的寿命以及改善调频效果,提出一种基于双层协调控制的电池储能控制策略。在外层控制中,针对储能参与电网调频的时机与深度,分析基于灵敏度计算的阶跃式控制模式对储能出力特性的影响,并提出基于指数函数变换的分配因子平滑式自适应调整策略,在保证调频质量的同时,优化储能出力。在内层控制中,将电池储能系统分为不同充、放电特性的两部分,以减小频繁充、放电切换对电池寿命的影响。提出结合超短期负荷预测的电池储能荷电状态双层模糊优化策略,根据等效荷电状态和负荷变化趋势修正储能分配因子,在维持电网调频质量的前提下优化电池储能的荷电状态,解决在调频过程中因充、放电总能量不均衡而导致的高/低荷电状态极端运行问题,保证电池储能的持续调频能力。基于某电网的实际负荷数据,在MATLAB/Simulink中验证所提策略的有效性。 展开更多
关键词 电池储能 调频 自适应分配因子 协调控制 使用寿命 双层模糊控制
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二次调节静液传动位置系统的模糊控制和试验研究 被引量:12
6
作者 姜继海 徐志进 刘宇辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期84-88,共5页
建立了二次调节静液传动位置系统的数学模型,并在允许的情况下将其简化为三阶系统.对位置闭环控制系统采用了模糊控制方法.并采取了在小转角时只控制转角,在大转角时同时控制转角和转速的控制策略.经试验研究表明,采用模糊控制能... 建立了二次调节静液传动位置系统的数学模型,并在允许的情况下将其简化为三阶系统.对位置闭环控制系统采用了模糊控制方法.并采取了在小转角时只控制转角,在大转角时同时控制转角和转速的控制策略.经试验研究表明,采用模糊控制能取得较好的控制效果,而这种转角—转速控制策略符合理想的位置控制过程. 展开更多
关键词 调节 位置系统 模糊控制 静液传动系统
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结构地震响应线性二次型最优迭代学习控制 被引量:8
7
作者 王建国 汪权 张鸣祥 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期197-202,共6页
针对地震作用下工程结构的地震响应,将线性二次型最优控制与迭代学习控制相结合,提出了线性二次型最优迭代学习混合控制方法.该方法根据迭代学习控制过程中二次型性能指标函数极小化导出施加于工程结构的最优控制力,并依此研究该方法减... 针对地震作用下工程结构的地震响应,将线性二次型最优控制与迭代学习控制相结合,提出了线性二次型最优迭代学习混合控制方法.该方法根据迭代学习控制过程中二次型性能指标函数极小化导出施加于工程结构的最优控制力,并依此研究该方法减小工程结构地震位移响应的有效性.选取典型建筑结构振动控制Benchmark第2阶段的地震作用Benchmark模型为研究对象,数值仿真结果表明,二次型最优迭代学习混合控制方法能对Benchmark模型的地震位移响应进行有效控制,使控制效果得到一定的改善. 展开更多
关键词 工程结构 地震响应 线性 迭代学习 最优控制
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基于线性二次型调节器的三相逆变器积分状态反馈控制 被引量:6
8
作者 陆明科 揭贵生 +3 位作者 王恒利 阳习党 朱威 杨华 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1941-1947,共7页
为改善三相电压型逆变器动态和稳态性能,基于内模原理设计了积分控制状态反馈的控制器,并运用了线性二次型调节器理论来解决控制参数的问题。为使线性二次型调节器理论能够应用于跟踪问题,对控制结构进行了灵活变换,利用线性二次型调节... 为改善三相电压型逆变器动态和稳态性能,基于内模原理设计了积分控制状态反馈的控制器,并运用了线性二次型调节器理论来解决控制参数的问题。为使线性二次型调节器理论能够应用于跟踪问题,对控制结构进行了灵活变换,利用线性二次型调节器理论的方法对控制器的参数进行了最优化整定。仿真及430 kW实验样机验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 积分控制 线性型调节器 内模原理
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基于线性二次型最优控制策略的倒立摆实验系统搭建 被引量:9
9
作者 李劲松 颜国正 +1 位作者 冯剑舟 宋立博 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第3期38-40,60,共4页
以自动控制领域典型的实验、教研设备——倒立摆系统作为研究对象,在建立了倒立摆系统数学模型的基础上,采用线性二次型最优策略进行控制,并利用MFC实现了人机交互,自主搭建了一套直线型一级倒立摆实验系统。系统的成功起摆与保持倒立... 以自动控制领域典型的实验、教研设备——倒立摆系统作为研究对象,在建立了倒立摆系统数学模型的基础上,采用线性二次型最优策略进行控制,并利用MFC实现了人机交互,自主搭建了一套直线型一级倒立摆实验系统。系统的成功起摆与保持倒立控制的实现,验证了建模的正确性与控制方式的有效性。 展开更多
关键词 倒立摆实验系统 建模 线性型最优控制 系统搭建
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大型风力发电机组线性二次型高斯最优控制策略 被引量:14
10
作者 范晓旭 白焰 +1 位作者 吕跃刚 徐大平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第20期100-105,共6页
为优化额定风速下变速恒频风力发电机组的运行效能,使风力机既能最大化地捕获风能又能最小化随机风引起的疲劳载荷及功率波动,提出一种基于有效风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(gain schedule linear quadratic Gaussian optima... 为优化额定风速下变速恒频风力发电机组的运行效能,使风力机既能最大化地捕获风能又能最小化随机风引起的疲劳载荷及功率波动,提出一种基于有效风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(gain schedule linear quadratic Gaussian optimal control,GS-LQG)最优控制策略。该控制策略以扩展Kalman滤波器(extended Kalman filter,EKF)估计出的平均有效风速作为增益调度变量,根据风电机组稳态工作点的变化,自适应调整控制器参数,使得在每个工作点都能实现最优控制。以1.5MW风电机组作为研究对象,对大范围变化风况激励下,风电机组响应情况进行了仿真研究,结果表明该控制策略可以实现准确的风速估计,并且相对于传统控制策略能够有效缓和传动链上转矩的波动,平滑输出功率,对改善风电的电能质量,延长机组使用寿命具有重要意义。 展开更多
关键词 风力发电机组 有效风速估计 扩展KALMAN滤波器 线性型高斯最优控制 自适应增益调度
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基于信赖域二次规划的非线性模型预测控制优化算法 被引量:12
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作者 赵敏 李少远 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期634-640,共7页
针对非线性预测控制如何在有限时域内有效的求解非凸非线性规划这一关键问题,本文采用序列二次规划方法,将非线性规划转化为一系列二次子规划求解.首先根据非线性规划联立方法将系统状态和控制量同时作为优化变量,得到以控制量步长为优... 针对非线性预测控制如何在有限时域内有效的求解非凸非线性规划这一关键问题,本文采用序列二次规划方法,将非线性规划转化为一系列二次子规划求解.首先根据非线性规划联立方法将系统状态和控制量同时作为优化变量,得到以控制量步长为优化变量,只包含不等式约束的子二次规划问题,并用它取代原SQP子规划,减小了子问题的规模;随后采用基于信赖域二次规划的方法求解子规划问题,保证每次迭代的可行性;同时采用一种能够保持SQP问题Hessian矩阵稀疏结构的更新方法,也在一定程度上降低了算法的复杂程度.最后的仿真结果表明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 线性预测控制 线性规划 序列规划(SQP) 信赖域
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多状态时变时滞线性切换系统的鲁棒二次镇定H_∞控制 被引量:5
12
作者 孙文安 张洋 +1 位作者 裴炳南 张强 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期316-324,共9页
基于LMI和H∞控制理论,研究了一类具有不确定和时滞的线性切换系统的鲁棒二次镇定H∞控制问题.利用多Lyapunov函数技术构造线性矩阵不等式,在基于状态的切换规则下,给出了这类系统鲁棒二次镇定且具有H∞性能界的充分条件,以及切换规则... 基于LMI和H∞控制理论,研究了一类具有不确定和时滞的线性切换系统的鲁棒二次镇定H∞控制问题.利用多Lyapunov函数技术构造线性矩阵不等式,在基于状态的切换规则下,给出了这类系统鲁棒二次镇定且具有H∞性能界的充分条件,以及切换规则和鲁棒H∞切换控制器的设计方案.最后用数值例子对所得结果加以验证,表明了文中给出结果的有效性. 展开更多
关键词 时滞切换系统 镇定 H∞控制 多LYAPUNOV函数 线性矩阵不等式
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基于模糊分数阶PID的含电动汽车的多能源微电网二次频率控制 被引量:17
13
作者 项雷军 陈昊 +1 位作者 郭新华 杨一凡 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期74-80,共7页
为了解决分布式可再生能源间歇性发电和电动汽车接入微电网导致的微电网频率波动问题,针对含电动汽车接入的多能源微电网系统,设计了一种基于模糊自适应理论的分数阶比例-积分-微分(PID)二次频率控制器,通过建立模糊控制规则,结合频率... 为了解决分布式可再生能源间歇性发电和电动汽车接入微电网导致的微电网频率波动问题,针对含电动汽车接入的多能源微电网系统,设计了一种基于模糊自适应理论的分数阶比例-积分-微分(PID)二次频率控制器,通过建立模糊控制规则,结合频率偏差对模糊分数阶PID控制器参数进行实时在线整定。考虑光伏发电和风力发电输出功率波动、电动汽车接入微电网、随机负荷扰动3种不同场景,对所提出的模糊分数阶PID控制方法进行了仿真验证与量化分析。仿真结果表明,相比于传统PID控制器和分数阶PID控制器,所设计的模糊分数阶PID控制器使得系统频率响应振荡减少、超调量明显降低、动态调节时间更短,呈现出更强的抗扰动能力和鲁棒性,对于多能源微电网的二次频率调节具有优良的控制效果。 展开更多
关键词 微电网 电动汽车 频率控制 模糊分数阶PID 参数整定
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基于线性二次型的多级联输水渠道最优控制 被引量:18
14
作者 王忠静 郑志磊 +1 位作者 徐国印 蒋光昱 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期383-389,共7页
灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计... 灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计最优状态反馈控制器,利用MATLAB求解和SOBEK模拟进行了验证。在甘肃省昌马南灌区多级联渠道运行过程优化控制的模拟结果显示,线性二次型算法能够使控制点水位较快恢复并稳定在设定值,控制过程动作与水位波动次数少、幅度小,效果远优于常规分布式PI反馈控制。线性二次型算法能够应对多级联渠道时滞、耦合特性和一般未知取水扰动,实现可靠供水服务和有效运行控制。目前算法仅采用反馈控制,尚无法应对过大未知取水扰动,还有进一步改进空间。 展开更多
关键词 水联网 多级联渠道自动控制 积分时滞模型 离散状态空间方程 线性型最优控制
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模糊控制在二次调节静液传动车辆中的应用 被引量:9
15
作者 韩文 常思勤 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期322-324,335,共4页
介绍一种二次调节静液传动车辆和其车速控制原理 ,并根据实际情况建立了整个系统的数学模型。提出一种带修正因子规则的模糊PID控制 ,分别用这种控制器和常规PID控制器对阶跃信号和车辆的 15工况进行仿真分析。结果表明 :采用模糊PID控... 介绍一种二次调节静液传动车辆和其车速控制原理 ,并根据实际情况建立了整个系统的数学模型。提出一种带修正因子规则的模糊PID控制 ,分别用这种控制器和常规PID控制器对阶跃信号和车辆的 15工况进行仿真分析。结果表明 :采用模糊PID控制具有响应速度快 ,调节时间短等优点 ,更能满足实际车辆的驾驶要求。 展开更多
关键词 模糊控制 调节静液传动 车辆 车速控制 传动系统
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基于改进线性二次型调节器的近地轨道编队卫星鲁棒控制 被引量:2
16
作者 杏建军 于洋 +2 位作者 王祎 郑黎明 陈子昂 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期100-106,共7页
为解决编队卫星在近地空间复杂力学环境特别是地球非球形摄动作用下构型易发散的问题,给出一种基于改进线性二次型调节器的编队卫星构型控制方法。该方法先估计近地空间编队卫星构型设计时由未建模摄动力引起的误差最大有界范围,再利用... 为解决编队卫星在近地空间复杂力学环境特别是地球非球形摄动作用下构型易发散的问题,给出一种基于改进线性二次型调节器的编队卫星构型控制方法。该方法先估计近地空间编队卫星构型设计时由未建模摄动力引起的误差最大有界范围,再利用误差最大有界范围的二范数改进经典的线性二次型调节器控制方法,提高经典线性二次型调节器控制器在控制编队卫星构型时的鲁棒性。为评价改进方法的有效性,给出了一种鲁棒性强弱的量化评判标准。仿真结果表明,改进的方法可以大大提高经典线性二次型调节器方法的鲁棒性,增强编队卫星控制方法对各种不确定项的抵御能力。 展开更多
关键词 编队卫星 J2摄动 线性控制 鲁棒控制
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二次调节节能系统非线性PID控制器设计 被引量:3
17
作者 王淑莲 孙辉 +2 位作者 张聿成 徐占斌 唐建林 《液压与气动》 北大核心 2004年第9期17-18,共2页
针对常规PID控制在实际生产中的不足 ,设计非线性PID控制器并进行计算机仿真 。
关键词 调节 线性PID控制 MATIAB
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带有随机跳跃干扰的线性二次随机最优控制问题(英文) 被引量:9
18
作者 吴臻 王向荣 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期821-826,共6页
给出一类布朗运动和泊松过程混合驱动的正倒向随机微分方程解的存在唯一性结果 ,应用这一结果研究带有随机跳跃干扰的线性二次随机最优控制问题 ,并得到最优控制的显式形式 ,可以证明最优控制是唯一的 .然后 ,引入和研究一类推广的黎卡... 给出一类布朗运动和泊松过程混合驱动的正倒向随机微分方程解的存在唯一性结果 ,应用这一结果研究带有随机跳跃干扰的线性二次随机最优控制问题 ,并得到最优控制的显式形式 ,可以证明最优控制是唯一的 .然后 ,引入和研究一类推广的黎卡提方程系统 。 展开更多
关键词 最优控制 黎卡提方程系统 随机跳跃干扰 线性随机最优控制 随机微分方程
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正倒向随机微分方程与一类线性二次随机最优控制问题(英文) 被引量:4
19
作者 王向荣 高自友 吴臻 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期32-37,共6页
讨论一类正倒向随机微分方程解的存在唯一性及其对应的一类线性二次随机最优控制问题 ,利用单调性方法证明了一类特殊的正倒向随机微分方程解的存在唯一性定理 ,利用该结果研究一类耦合了一个倒向随机微分方程的线性随机控制系统广义最... 讨论一类正倒向随机微分方程解的存在唯一性及其对应的一类线性二次随机最优控制问题 ,利用单调性方法证明了一类特殊的正倒向随机微分方程解的存在唯一性定理 ,利用该结果研究一类耦合了一个倒向随机微分方程的线性随机控制系统广义最优指标随机控制问题 ,得到由正倒向随机微分方程的解所表示的唯一最优控制的显式表达式 ,并得到精确的线性反馈及其对应的Riccati方程 . 展开更多
关键词 线性随机最优控制 倒向随机微分方程 RICCATI方程
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永磁同步电动机参考模型逆线性二次型最优电流控制调速系统 被引量:11
20
作者 徐建英 刘贺平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第15期21-27,共7页
提出永磁同步电动机参考模型逆线性二次型(MR-ILQ)最优电流控制调速系统的结构、数学模型,设计最优电流控制调速系统的控制器,分析系统的稳定性和跟踪性能。绘制了MR-ILQ最优电流控制系统的根轨迹,给出保证系统电流控制最优性的增益调... 提出永磁同步电动机参考模型逆线性二次型(MR-ILQ)最优电流控制调速系统的结构、数学模型,设计最优电流控制调速系统的控制器,分析系统的稳定性和跟踪性能。绘制了MR-ILQ最优电流控制系统的根轨迹,给出保证系统电流控制最优性的增益调整参数的条件和保证系统实现电流准确跟踪的误差调整补偿器的取值规律。以内埋式永磁同步电动机为例。对系统进行了仿真研究,结果表明:系统对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,可以实现高精度的电流控制和速度控制;MR-ILQ最优电流控制调速系统的鲁棒性远远优于比例积分PI电流控制调速系统;给出的MR-ILQ最优电流控制增益调整参数和误差调整补偿器的理论确定方法与仿真试验相吻合。 展开更多
关键词 参考模型逆线性 设计方法 永磁同步电动机 渐近解耦 电流控制 鲁棒性
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