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高超声速飞行器的滑模预测控制方法 被引量:13
1
作者 高海燕 蔡远利 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期67-72,共6页
针对高超声速飞行器非线性、强耦合、快时变、不确定性等特点,结合滑模控制鲁棒性强和预测控制可以显式处理约束条件的优点,提出了一种滑模预测控制器设计方法。首先,在平衡点将高超声速飞行器的纵向模型进行小扰动线性化,得到用于控制... 针对高超声速飞行器非线性、强耦合、快时变、不确定性等特点,结合滑模控制鲁棒性强和预测控制可以显式处理约束条件的优点,提出了一种滑模预测控制器设计方法。首先,在平衡点将高超声速飞行器的纵向模型进行小扰动线性化,得到用于控制器设计的预测模型;然后,基于小扰动模型利用极点配置设计渐近稳定的滑模面,对滑模面进行预测并在性能指标中优化,通过矩阵变换将优化问题转化为二次规划问题,避免了常规滑模控制的高频切换,有效地克服了抖振现象。仿真试验表明:当存在参数不确定时,滑模预测控制能有效地克服干扰信号,实现速度和高度的精确跟踪,保证输入和状态均在约束范围之内;稳态时系统误差趋近于滑动面并且一直处在这个滑模面上,不存在抖振现象。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 滑模变结构控制 滑模预测控制 鲁棒性
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船用锅炉蒸汽压力系统的滑模预测控制 被引量:7
2
作者 丁虎 张健沛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1039-1042,共4页
船用蒸汽锅炉燃烧系统控制问题是锅炉动力装置研究的主要内容之一,保持蒸汽压力恒定是汽轮机正常运转的重要保障.针对船用锅炉压力控制系统中的大时滞、模型具有较大不确定性等特点,采用滑模预测控制策略设计控制器,利用预测控制的特性... 船用蒸汽锅炉燃烧系统控制问题是锅炉动力装置研究的主要内容之一,保持蒸汽压力恒定是汽轮机正常运转的重要保障.针对船用锅炉压力控制系统中的大时滞、模型具有较大不确定性等特点,采用滑模预测控制策略设计控制器,利用预测控制的特性处理延时问题,同时利用滑模面对满足匹配条件的不确定性具有不变性的特性克服不确定性影响.同时利用预测策略可减低滑模控制中的抖振现象.仿真表明,该控制算法比单独采用预测控制策略具有更好的跟踪性能和更强的鲁棒性. 展开更多
关键词 船用锅炉 蒸汽压力系统 滑模预测控制 时延系统 鲁棒性
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一种基于数据驱动的无模型滑模预测控制 被引量:4
3
作者 江浩 佃松宜 +1 位作者 赵涛 张双 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第5期30-35,共6页
针对复杂系统建模困难且难以控制的问题,采用了数据驱动的控制策略,利用输入输出数据建立受控对象的动态线性化模型,采用滑模预测控制方法对该动态线性化模型进行控制器设计。该方法将系统动态线性化过程的参数估计误差视作广义扰动,结... 针对复杂系统建模困难且难以控制的问题,采用了数据驱动的控制策略,利用输入输出数据建立受控对象的动态线性化模型,采用滑模预测控制方法对该动态线性化模型进行控制器设计。该方法将系统动态线性化过程的参数估计误差视作广义扰动,结合滑模预测控制的强鲁棒性减小了广义扰动对系统控制作用的影响,有效地提高了控制效果。对该控制算法的稳定性进行分析,并通过仿真验证了系统在含有外部扰动和时变参数时的稳定性和鲁棒性,结果表明该算法相比于现有的无模型自适应控制(MFAC)算法、无模型预测控制(MFA-MPC)算法以及无模型积分终端滑模控制(MFA-DITSMC)算法有着更好的控制品质。 展开更多
关键词 数据驱动控制 动态线性化 无模型 滑模预测控制
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离散滑模预测控制的鲁棒性
4
作者 宋立忠 鄢圣茂 杨立秋 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2010年第5期40-44,共5页
采用单步预测的思想对滑模预测控制算法进行简化,分析其鲁棒性机理,并将它与传统离散滑模控制设计方法的鲁棒性机理进行对比研究,给出了闭环系统的鲁棒稳定性证明。结果表明:传统离散滑模控制方法通过在控制律中引入不确定性上界值以克... 采用单步预测的思想对滑模预测控制算法进行简化,分析其鲁棒性机理,并将它与传统离散滑模控制设计方法的鲁棒性机理进行对比研究,给出了闭环系统的鲁棒稳定性证明。结果表明:传统离散滑模控制方法通过在控制律中引入不确定性上界值以克服不确定因素的影响,虽然能够保证系统的鲁棒性,但同时必然导致过度补偿,从而加剧抖振。而滑模预测控制采用反馈校正与滚动优化相结合的方法以保证系统鲁棒性,从原理上避免了抖振现象。仿真结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 滑模控制 滑模预测控制 鲁棒性 离散时间系统
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电动舵系统滑模预测控制方法研究
5
作者 潘寒尽 邱学军 +1 位作者 魏峰 马达 《航天控制》 CSCD 北大核心 2011年第2期3-6,22,共5页
针对电动舵系统的精确控制问题,在建立系统非线性数学模型的基础上,设计了一种滑模预测控制算法。该方法将模型预测控制中滚动优化、反馈校正的思想引入到离散滑模控制,不仅保证了系统的稳定性和鲁棒性,而且完全消除了系统抖振。通过对... 针对电动舵系统的精确控制问题,在建立系统非线性数学模型的基础上,设计了一种滑模预测控制算法。该方法将模型预测控制中滚动优化、反馈校正的思想引入到离散滑模控制,不仅保证了系统的稳定性和鲁棒性,而且完全消除了系统抖振。通过对典型导弹电动舵系统仿真,结果表明,在电动舵系统受内部参数摄动和外部非线性干扰的工况下,利用该方法设计的控制器,能实现快速、准确、无超调地跟踪给定信号。 展开更多
关键词 电动舵系统 滑模预测控制 抖振 鲁棒性
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单相光伏并网逆变器网压滑模预测前馈控制 被引量:5
6
作者 刘斌 林小峰 +3 位作者 张思敏 徐辰华 贺德强 方华丽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2385-2393,共9页
为快速准确补偿单相配电网末端的非理想网压对单相光伏并网逆变器并网电流的影响,并对谐振频率处电流环延时进行超前补偿,提出一种基于滑模预测控制的网压前馈控制策略。本文将融合了参考轨迹预测、在线校正的滑模预测控制器的输出量与... 为快速准确补偿单相配电网末端的非理想网压对单相光伏并网逆变器并网电流的影响,并对谐振频率处电流环延时进行超前补偿,提出一种基于滑模预测控制的网压前馈控制策略。本文将融合了参考轨迹预测、在线校正的滑模预测控制器的输出量与网压动态预测模型前馈量共同拟合,作为新的网压预测输出,并在滑模预测控制器设计中引入改进型延时复合控制谐振器,以简化谐波预测器设计与数字化实现。在5 kW实验样机上实现此设计方案,并通过实验结果验证所提控制策略的正确性及有效性。 展开更多
关键词 光伏并网逆变器 非理想电网条件 延时复合控制谐振器 滑模预测控制
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风能转换系统多目标滑模预测优化控制 被引量:1
7
作者 冷欣 宋文龙 +3 位作者 王睿 游江 顾伟宏 贾鹤鸣 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期760-765,共6页
为了达到能量转换最优化和减小机械结构的疲劳负荷的要求,基于双馈感应发电机风能转换系统建立了数学模型,提出一种双频环滑模预测优化控制方法。该方法采用双频环多目标结构,低频环引入基于ARMA(autoregressive and moving average mod... 为了达到能量转换最优化和减小机械结构的疲劳负荷的要求,基于双馈感应发电机风能转换系统建立了数学模型,提出一种双频环滑模预测优化控制方法。该方法采用双频环多目标结构,低频环引入基于ARMA(autoregressive and moving average model)模型预测后的风速低频分量,采用PI控制对应于最优叶尖速度以保证其工作点运行在最优控制特性曲线上;高频环引入风速的湍流分量,将预测控制与滑模控制相结合实现系统的动态优化。仿真结果表明:双频环滑模预测控制有效避免了不确定性对系统的影响,实现了部分负荷状态下的最优控制特性跟踪,减少了控制输入量的变化量,降低了机械疲劳,保证了系统的优化稳定运行。 展开更多
关键词 风能转换系统 双馈感应发电机 滑模预测控制 多目标 高频环 低频环 ARMA模型 部分负荷
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基于滑模预测的并网逆变器电流控制研究
8
作者 徐悦 刘洪晴 +2 位作者 陈耀 张迎春 王震 《电子质量》 2016年第7期6-11,共6页
该文提出了一种在两相静止αβ坐标系中基于离散滑模预测理论的三相并网逆变器的电流控制方法。首先,分别建立三相并网逆变器在两相静止αβ坐标系和两相旋转dq坐标系下的模型,分析电流给定信号在两种坐标系下的关系。然后构建滑模预测... 该文提出了一种在两相静止αβ坐标系中基于离散滑模预测理论的三相并网逆变器的电流控制方法。首先,分别建立三相并网逆变器在两相静止αβ坐标系和两相旋转dq坐标系下的模型,分析电流给定信号在两种坐标系下的关系。然后构建滑模预测模型和参考轨迹,通过反馈校正、滚动优化来设计二次型性能指标函数,得到非切换型滑模控制器,实现三相并网逆变器的电流控制。通过Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果证明了了理论分析的正确性和有效性。 展开更多
关键词 并网逆变器 预测滑模控制 电流控制
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一种带有观测器的高速飞行器预测滑模控制方法 被引量:1
9
作者 田灿 张远 倪少波 《航天控制》 CSCD 北大核心 2022年第2期15-21,共7页
针对高速飞行器巡航段的速度和高度指令跟踪控制问题,提出了一种基于线性扩张状态观测器的预测滑模控制方法。首先,对飞行器模型进行反馈线性化,在此基础上设计了速度通道和高度通道的跟踪滑模面,利用Taylor展开对跟踪滑模面进行预测;其... 针对高速飞行器巡航段的速度和高度指令跟踪控制问题,提出了一种基于线性扩张状态观测器的预测滑模控制方法。首先,对飞行器模型进行反馈线性化,在此基础上设计了速度通道和高度通道的跟踪滑模面,利用Taylor展开对跟踪滑模面进行预测;其次,利用优化性能指标推导出预测滑模控制律,使用Lyapunov稳定性理论证明其稳定性,所设计控制律可避免使用不连续切换函数,有效抑制抖振;然后,利用飞行器速度、高度和俯仰角的测量值,设计基于反正切跟踪微分器在线估计飞行器的航迹倾角和攻角;最后,针对带有飞行器状态估计误差以及飞行器参数偏差的动力学系统,将这些内外干扰视为系统“总扰动”,通过线性扩张状态观测器对其进行观测并加以补偿,通过对比仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 高速飞行器 反馈线性化 预测滑模控制 线性扩张状态观测器 状态估计
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时滞TCP网络滑模预测主动队列管理算法 被引量:1
10
作者 刘胜 荆奇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期42-46,共5页
针对Internet网络系统中存在的网络拥塞问题,提出了一种离散滑模预测主动队列管理(AQM)控制算法。基于离散化TCP动态拥塞窗口模型,设计了具有时滞补偿的滑模预测算法(SMPC);利用当前及过去时刻的系统信息预测网络未来动态,对滑动模态进... 针对Internet网络系统中存在的网络拥塞问题,提出了一种离散滑模预测主动队列管理(AQM)控制算法。基于离散化TCP动态拥塞窗口模型,设计了具有时滞补偿的滑模预测算法(SMPC);利用当前及过去时刻的系统信息预测网络未来动态,对滑动模态进行实时校正,确保队列快速平稳的到达期望值;基于Lyapunov方法证明了闭环时滞系统渐近稳定的充分条件。以单瓶颈网络系统为对象的仿真结果表明:所设计的滑模预测AQM算法具有很强的稳定性和鲁棒性,控制性能优于PI、RED和SMC等算法;克服了时变长时延等网络不确定因素的影响,有效避免了网络拥塞的发生。 展开更多
关键词 主动队列管理 网络拥塞控制 滑模预测控制 流量控制
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基于FDC氢燃料电池堆在线智能监测系统
11
作者 刘偲艳 钟根香 葛庆 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2030-2038,共9页
在氢燃料电池汽车中,Fuel Cell DC-DC变换器(FDC)在氢燃料电池堆(氢堆)和逆变器之间起着关键的接口作用,其输出直流母线电压的稳定是保证电机等负载正常工作的关键环节。为此本文提出一种新型滑模预测控制,首先改进FDC拓扑结构并建立基... 在氢燃料电池汽车中,Fuel Cell DC-DC变换器(FDC)在氢燃料电池堆(氢堆)和逆变器之间起着关键的接口作用,其输出直流母线电压的稳定是保证电机等负载正常工作的关键环节。为此本文提出一种新型滑模预测控制,首先改进FDC拓扑结构并建立基于滑模面的预测模型,然后设计基于滑模面价值函数提高FDC跟踪精度;在此基础上为实现氢堆在线智能监测,进一步采用变步长线性插值查表法对氢堆阻抗进行在线精确估算,首先通过数字控制使FDC自生成变频的微小正弦谐波,并根据FDC输入侧电压电流采样,估算氢堆多频段阻抗值;然后采用变步长分段线性插值查表法,对比阻抗估算值与设计标准值,评判氢堆当前状态,实现氢堆在线智能监测。最后进行仿真及实验验证,验证数据显示:①当实验参考电流设定为100 A,传统PI控制时系统电流超调及响应时间分别为20 A、15 ms,应用滑模预测控制时系统电流超调及响应时间分别为1.5 A、2.5 ms;②额定工况下,FDC对自生成谐波的跟踪精度能控制在2%以内;③采用变步长线性插值查表法能实现氢堆阻抗的精确估算,验证算法的有效性。 展开更多
关键词 氢燃料电池堆 DC-DC变换器 等效阻抗 滑模预测控制 变步长线性查表法
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