CCM Buck变换器的精确反馈线性化滑模变结构控制 被引量：11

1

作者 乐江源 谢运祥 +1 位作者 冀玉丕 张志 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期130-135,160,共7页

利用非线性系统的微分几何理论,在CCM Buck变换器仿射非线性模型的基础上,推导出了对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到了Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此模型的基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计了滑模变结... 利用非线性系统的微分几何理论,在CCM Buck变换器仿射非线性模型的基础上,推导出了对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到了Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此模型的基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计了滑模变结构控制器.对比研究表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,表现出更强的鲁棒性. 展开更多

关键词 DC-DC变换器 滑模变结构控制 非线性控制 精确反馈线性化化

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基于状态反馈精确线性化Buck变换器的微分平坦控制 被引量：5

2

作者 皇金锋 李慧慧 谢锋 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期248-257,共10页

针对传统PI控制的Buck变换器暂态性能差的缺点,本文提出一种基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制方法。首先,根据状态空间平均法,建立了电感电流连续导电模式Buck变换器的仿射非线性模型,在此基础上,应用状态反馈精确线性化的方法,推... 针对传统PI控制的Buck变换器暂态性能差的缺点,本文提出一种基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制方法。首先,根据状态空间平均法,建立了电感电流连续导电模式Buck变换器的仿射非线性模型,在此基础上,应用状态反馈精确线性化的方法,推导出状态反馈控制率,实现了系统的能控线性化。其次,针对此状态反馈精确线性化模型,设计了系统前馈控制器;并且将扰动观测器嵌入前馈控制器中,实现对输出电流的补偿;同时,为了消除实际系统由于未建模部分及外部干扰而导致系统实际输出与期望输出之间存在的偏差,设计了误差反馈补偿器。结合前馈控制器与反馈补偿器可得到本文提出的基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制,其中,前馈控制器中的微分项保证了变换器系统的快速性,反馈补偿器中的误差项保证了变换器系统的准确性。基于闭环系统的雅可比矩阵,采用特征值灵敏度理论,研究了变换器电路参数变化时对系统特征值的影响程度及趋势,指出减小电感量、增大电容值有利于提高系统的稳定性。最后,搭建了Buck变换器实验样机。实验结果表明,与传统PI控制方法相比较,本文提出的基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制方法能更好地抑制输入电压和输出电流的扰动,具有更小的调节时间和超调电压,表现出更优越的暂态性能,该控制策略具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 BUCK变换器 状态反馈精确线性化 扰动观测器 微分平坦控制 灵敏度

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基于反馈线性化与闭环增益成形的减摇鳍控制 被引量：7

3

作者 王新屏 张显库 《中国航海》 CSCD 北大核心 2007年第4期5-8,共4页

根据减摇鳍系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。通过采用精确反馈线性化方法将减摇鳍系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行... 根据减摇鳍系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。通过采用精确反馈线性化方法将减摇鳍系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、已设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真。仿真结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统是十分有效的,特别是鲁棒性能令人满意。算法的设计过程简单,物理意义明显。 展开更多

关键词 船舶 舰船工程 减摇鳍 非线性鲁棒控制 精确反馈线性化 闭环增益成形

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基于状态反馈精确线性化的汽门调节

4

作者 王海俊 冯超 +1 位作者 杨辉 徐敏 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2014年第1期81-84,共4页

为了提高汽轮发电机在电力系统大扰动下的稳定性,采用状态反馈精确线性化设计汽轮发电机的汽门控制规律,通过试探法求解Riccati方程,选取适当的控制器的参数。由Matlab/Simulink模块搭建非线性控制器进行仿真测试,在大干扰情况下与基于... 为了提高汽轮发电机在电力系统大扰动下的稳定性,采用状态反馈精确线性化设计汽轮发电机的汽门控制规律,通过试探法求解Riccati方程,选取适当的控制器的参数。由Matlab/Simulink模块搭建非线性控制器进行仿真测试,在大干扰情况下与基于PID控制的传统电液式调节器作比较,结果表明:非线性控制器鲁棒性更好,恢复速度更快,对权矩阵的选择能优化控制器的特性,有利于改善系统稳定性。 展开更多

关键词 汽门调节 非线性控制 状态反馈精确线性化 权矩阵

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反馈线性化移动电站非线性鲁棒励磁控制 被引量：1

5

作者 刘璞 邵天章 谷志锋 《中国测试》 CAS 北大核心 2014年第5期122-125,共4页

为提高移动电站励磁系统的控制性能,利用状态反馈精确线性化理论和方法,对移动电站不确定和非线性的数学模型进行线性化,通过求解黎卡提不等式,得到其鲁棒励磁控制规律。然后以负载突然变化引起的干扰为例进行仿真,并与传统的PID控制器... 为提高移动电站励磁系统的控制性能,利用状态反馈精确线性化理论和方法,对移动电站不确定和非线性的数学模型进行线性化,通过求解黎卡提不等式,得到其鲁棒励磁控制规律。然后以负载突然变化引起的干扰为例进行仿真,并与传统的PID控制器进行对比分析,说明该控制器具有很强的干扰抑制能力,证明其在改善小型电网络动态特性上的优越性。 展开更多

关键词 状态反馈精确线性化 励磁系统 鲁棒控制 干扰抑制

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具有相乘非线性的马达速度鲁棒控制 被引量：7

6

作者 白国长 祁晓野 王占林 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期803-806,共4页

变转速变排量联合控制是一种新型的容积控制,具有效率高和相对快的响应,但由于具有相乘的本质非线性,给控制带来一定的难度.针对变频调速变排量联合控制的泵控马达速度试验系统,建立了系统的数学模型,对存在的本质非线性问题,提出采用... 变转速变排量联合控制是一种新型的容积控制,具有效率高和相对快的响应,但由于具有相乘的本质非线性,给控制带来一定的难度.针对变频调速变排量联合控制的泵控马达速度试验系统,建立了系统的数学模型,对存在的本质非线性问题,提出采用精确反馈线性化方法进行线性化处理,并设计了基于积分滑模面的马达速度滑模变结构控制器.由于系统参数多,各个参数是变化的且不易确定,造成常规的滑模变结构控制输出抖振现象严重,为降低输出抖振现象,提出采用自适应模糊滑模控制器进行改进,并对稳定性进行证明.最后对该控制方法的抗干扰性和正弦信号跟踪性进行了仿真试验,仿真结果验证了所设计的控制方法正确性. 展开更多

关键词 精确反馈线性化 滑模变结构控制 转速排量联合控制 本质非线性

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一种非最小相位系统的非线性控制器设计方法 被引量：1

7

作者 金晓孝 王万成 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期183-188,共6页

为解决非线性系统状态反馈线性化过程中出现的非最小相位问题,设计了一种非线性控制器实现对非最小相位环节的有效控制;通过微分同胚映射将原非线性系统变换为线性化标准型形式,此标准型由线性子系统描述的外部动态和由非线性子系统描... 为解决非线性系统状态反馈线性化过程中出现的非最小相位问题,设计了一种非线性控制器实现对非最小相位环节的有效控制;通过微分同胚映射将原非线性系统变换为线性化标准型形式,此标准型由线性子系统描述的外部动态和由非线性子系统描述的内部动态(即零动态)构成;基于极点配置和李雅普诺夫稳定性理论,给出了一种零动态不稳定系统(即非最小相位系统)非线性控制器设计方法。数值算例仿真结果表明,该方法所设计的控制器既能确保外部动态满足性能要求同时也能保证零动态稳定。 展开更多

关键词 非线性控制器 非最小相位 零动态 微分几何 精确反馈线性化

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模块化多电平变换器的非线性控制 被引量：9

8

作者 于佳丽 夏超英 苗海丽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期266-272,共7页

针对模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)多变量、非线性、强耦合的特点,提出了一种基于反馈线性化理论的滑模变结构控制策略。首先,建立MMC的非线性状态函数模型,利用输出重定义的反馈线性化理论,将其转化为线性模型... 针对模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)多变量、非线性、强耦合的特点,提出了一种基于反馈线性化理论的滑模变结构控制策略。首先,建立MMC的非线性状态函数模型,利用输出重定义的反馈线性化理论,将其转化为线性模型,实现解耦控制。在解耦后的线性模型基础上,设计滑模变结构控制器。仿真结果证明,该文的控制策略具有良好的动态调节特性和稳态特性,且对系统参数偏差具有鲁棒性。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器 非线性控制系统 滑模变结构 输出重定义 精确反馈线性化

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基于微分几何的永磁直线同步电机非线性控制方法研究 被引量：1

9

作者 刘剑 崔柳月 +2 位作者 龚志恒 刘美菊 高恩阳 《电子器件》 CAS 北大核心 2013年第6期885-888,共4页

为了实现永磁直线同步电机在垂直升降系统运行过程中的良好控制性能,从电机学原理出发,分析了永磁直线同步电机的数学模型,提出了一种微分几何非线性最优控制的方法。通过微分几何的状态反馈精确线性化把直线电动机的非线性系统转换为... 为了实现永磁直线同步电机在垂直升降系统运行过程中的良好控制性能,从电机学原理出发,分析了永磁直线同步电机的数学模型,提出了一种微分几何非线性最优控制的方法。通过微分几何的状态反馈精确线性化把直线电动机的非线性系统转换为线性系统,并在此基础上应用非线性最优控制理论设计控制器。最后,实现对电动机的优化控制,实验结果表明:所提出的方法提高了系统的运动性能,增强了系统对参数摄动和外在扰动的鲁棒性,较传统PID算法有更好的优越性。 展开更多

关键词 非线性系统 永磁直线同步电机 微分几何 状态反馈精确线性化 最优控制

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欠驱动陀螺摆系统的非线性控制

10

作者 苏朋 戈新生 《北京机械工业学院学报》 2006年第3期8-11,16,共5页

欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统。本文针对欠驱动陀螺摆系统,利用非线性控制方法分别设计了摇起和平衡控制器。运用部分反馈线性化方法设计了摇起控制器,利用精确反馈线性化方法和近似线性化... 欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统。本文针对欠驱动陀螺摆系统,利用非线性控制方法分别设计了摇起和平衡控制器。运用部分反馈线性化方法设计了摇起控制器,利用精确反馈线性化方法和近似线性化后的LQR方法设计平衡控制器。两个控制器通过切换装置实现转换。最后通过仿真试验验证了控制器的可行性。 展开更多

关键词 欠驱动 陀螺摆 部分反馈线性化 精确反馈线性化

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交流感应电动机精确解耦的自抗扰控制

11

作者 钟斌 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第2期23-27,共5页

为了实现交流感应电动机高性能调速,快速跟踪变化的负载转矩,对静止两相αβ坐标系中的电动机数学模型精确反馈线性化,实现转速和转子磁链系统的完全解耦。针对解耦的转速和磁链子系统的设计2个结构完全相同的自抗扰控制器,实现对转速... 为了实现交流感应电动机高性能调速,快速跟踪变化的负载转矩,对静止两相αβ坐标系中的电动机数学模型精确反馈线性化,实现转速和转子磁链系统的完全解耦。针对解耦的转速和磁链子系统的设计2个结构完全相同的自抗扰控制器,实现对转速和磁链的完全独立控制。实验研究表明:电动机转速和磁链分别大约在0.7 s和0.3 s时达到参考值;负载转矩的变化将引起转速7 rad·s^(-1)范围内的变化,但磁链仍保持给定值;当转速稳定时,电磁转矩在1 s时间内能快速跟踪变化的负载转矩,其超调量不超过20 N·m;控制系统能适应转子电阻±10%和定子电阻+10%范围的变化。 展开更多

关键词 交流感应电动机 反馈线性化 精确解耦 自抗扰控制 负载跟踪

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隔离型交−直流固态变压器前后级一体化滑模控制

12

作者 张国澎 李子汉 +1 位作者 王浩 郑征 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期622-630,共9页

为了提高固态变压器(SST)控制系统的动态性能和鲁棒性,提出SST前后级一体化滑模控制方法.根据SST前后级的非线性特性,建立整体仿射非线性的数学模型,采用输入−输出精确反馈线性化,实现前级电流环、前后级级间电压以及SST直流侧电压的解... 为了提高固态变压器(SST)控制系统的动态性能和鲁棒性,提出SST前后级一体化滑模控制方法.根据SST前后级的非线性特性,建立整体仿射非线性的数学模型,采用输入−输出精确反馈线性化,实现前级电流环、前后级级间电压以及SST直流侧电压的解耦,加强前后两级功率传递的一致性.将解耦的线性系统与积分滑模控制器结合,进一步提高系统整体动态性能,改善系统对参数摄动的鲁棒性.仿真和实验结果表明,在外部发生扰动时,SST采用一体化滑模控制方法能够快速、有效地调整电网侧电压、两级间电压和直流侧电压的波动,改善前、后级功率传递的一致性,在发生参数变化时仍具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 固态变压器 前后级 精确反馈线性化 暂态性能 一体化滑模控制

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规则纵浪中船舶参数激励横摇运动的鲁棒控制

13

作者 马磊 张显库 《中国航海》 CSCD 北大核心 2012年第4期54-57,共4页

为有效控制船舶在参数横摇运动中的失稳状态,根据规则纵浪中船舶参数横摇系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。采用精确反馈线性化方法将纵浪中船舶参数横摇系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计... 为有效控制船舶在参数横摇运动中的失稳状态,根据规则纵浪中船舶参数横摇系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。采用精确反馈线性化方法将纵浪中船舶参数横摇系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。在考虑不同的干扰和模型摄动情况后进行了仿真试验。仿真结果表明该控制策略对于船舶参数横摇系统十分有效,且鲁棒性能令人满意。算法的设计过程简单,物理意义明显。 展开更多

关键词 水路运输 船舶参数横摇 非线性鲁棒控制 精确反馈线性化 闭环增益成形

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矿井提升系统电能质量分析及治理技术研究

14

作者 梁芬 王振 《煤炭技术》 北大核心 2017年第5期266-268,共3页

为了有效提高矿井提升系统的电能质量,提出了一种适用于静止无功补偿器(VSC)的反馈线性化滑模控制策略。采用精确反馈线性化方法对VSC系统模型进行线性化分析,利用滑模控制的鲁棒性强和控制器结构简单等优点,将反馈线性化方法与滑模控... 为了有效提高矿井提升系统的电能质量,提出了一种适用于静止无功补偿器(VSC)的反馈线性化滑模控制策略。采用精确反馈线性化方法对VSC系统模型进行线性化分析,利用滑模控制的鲁棒性强和控制器结构简单等优点,将反馈线性化方法与滑模控制相结合,提出了一种反馈线性化滑模控制策略,并将此方法应用到矿井提升系统。 展开更多

关键词 矿井提升系统 静止无功补偿器 精确反馈线性化 滑模控制

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水下超空泡航行体纵向机动运动控制研究 被引量：6

15

作者 白涛 毕晓君 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期445-450,共6页

针对超空泡水下航行体机动很难控制的问题,通过对滑水力、尾翼受力的分析,完善了超空泡航行体模型,使用反馈精确线性化方法对非线性系统模型进行线性化处理,使用多输入多输出极点配置法为航行体设计控制器,采用空化器和尾翼分段延时控... 针对超空泡水下航行体机动很难控制的问题,通过对滑水力、尾翼受力的分析,完善了超空泡航行体模型,使用反馈精确线性化方法对非线性系统模型进行线性化处理,使用多输入多输出极点配置法为航行体设计控制器,采用空化器和尾翼分段延时控制的方法,对超空泡航行体在纵平面内的航行深度进行控制.仿真证明,改进的水下超空泡航行体的模型符合实际运动规律,设计的控制器能够在纵平面内实现对水下超空泡航行体机动运动的稳定控制. 展开更多

关键词 水下超空泡航行体 纵向机动控制 滑行力 状态反馈精确线性化

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UPFC在微电网中的潮流控制作用研究

16

作者 殷桂梁 张佳楠 +1 位作者 荣毅 柴晓磊 《智能电网》 2016年第11期1130-1135,共6页

为研究多变量、强耦合和非线性的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)在微电网中的潮流控制作用,一方面,从理论上分析线路潮流与串联注入电压的数学关系;另一方面,采用基于微分几何的状态反馈精确线性化控制策略,在给... 为研究多变量、强耦合和非线性的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)在微电网中的潮流控制作用,一方面,从理论上分析线路潮流与串联注入电压的数学关系;另一方面,采用基于微分几何的状态反馈精确线性化控制策略,在给定参考功率的基础上,对含UPFC的微电网系统的潮流控制响应进行仿真研究。仿真结果表明,运用非线性控制策略设计的UPFC不但能维持并联侧电压和直流电容电压的稳定,并且可很好地跟踪各控制目标,有效地控制线路潮流,满足微电网对输变电系统提出的灵活调节、高效输送的要求。 展开更多

关键词 统一潮流控制器 微电网 潮流控制 理论分析 状态反馈精确线性化

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