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含参数不确定性的非线性分数阶系统输出反馈控制
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作者 刘乐菲 葛富东 陈阳泉 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1124-1131,共8页
研究了具有参数不确定性的非线性分数阶系统的输出反馈控制问题.为此,首先提出一种新颖的分数阶比例积分(PI)观测器对未知状态进行估计,利用拉普拉斯变换和Gronwall-Bellman不等式得到观测器误差系统渐近稳定的充分条件;随后,基于分数阶... 研究了具有参数不确定性的非线性分数阶系统的输出反馈控制问题.为此,首先提出一种新颖的分数阶比例积分(PI)观测器对未知状态进行估计,利用拉普拉斯变换和Gronwall-Bellman不等式得到观测器误差系统渐近稳定的充分条件;随后,基于分数阶Lyapunov稳定性定理研究系统的输出反馈控制问题,并分析相应闭环系统的渐近稳定性;最后给出了具体的数值仿真算例,从而说明本文所得理论结果的有效性和适用性. 展开更多
关键词 输出反馈控制 PI观测器设计 非线性分数阶系统 参数不确定性 渐近稳定性
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基于Hamilton能量理论的发电机汽门与励磁非线性稳定控制器的设计 被引量:52
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作者 马进 席在荣 +1 位作者 梅生伟 卢强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期88-93,共6页
基于Hamilton能量理论,该文提出了一种新的非线性稳定控制器的设计方法。文中详细阐述了该方法的理论依据并给出了控制器的具体设计步骤。应用此方法设计了发电机汽门与励磁稳定控制器,仿真结果验证了理论分析的正确性与控制律的有效性... 基于Hamilton能量理论,该文提出了一种新的非线性稳定控制器的设计方法。文中详细阐述了该方法的理论依据并给出了控制器的具体设计步骤。应用此方法设计了发电机汽门与励磁稳定控制器,仿真结果验证了理论分析的正确性与控制律的有效性。由于在控制器设计中未用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性;考虑到Hamilton能量函数实际上是动态系统的Lyapunov函数,因此,该文也给出了一种从能量角度设计电力系统非线性稳定控制器的新方法。 展开更多
关键词 Hamilton能量理论 发电机 汽门 励磁非线性稳定控制 设计
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输出函数在单输入单输出非线性控制系统设计中的重要作用 被引量:30
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作者 李啸骢 程时杰 +1 位作者 韦化 罗成 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期50-56,共7页
深入研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置。并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了如何选择和确定该输出函数以及如何通过该... 深入研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置。并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了如何选择和确定该输出函数以及如何通过该输出函数来实现对系统闭环极点进行配置的方法。文中主要针对单输入单输出系统进行讨论,并以发电机励磁控制系统为例,给出应用实例。仿真结果表明按文中提出的观点选择输出函数,所设计的控制律能很好地协调发电机励磁控制系统各状态量的动、静态性能,不仅提高了发电机的动态稳定性,而且能准确地将发电机的端电压Uf 控制在其给定值上运行,不会因受扰而发生静态偏移。 展开更多
关键词 输出函数 输入 非线性控制系统 仿真结果 给定值 极点配置 设计 发电机 励磁控制系统 端电压
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基于微分代数模型的AC/DC系统非线性控制器设计 被引量:33
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作者 徐光虎 王杰 +1 位作者 陈陈 曹国云 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期52-57,103,共7页
针对电力系统实际负荷以及直流系统本身的非线性特性,在微分代数模型的基础上,将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术运用到交直流并联系统非线性控制器设计中。在系统的M关系度小于系统阶数及其满足一定的条件时,可得到微... 针对电力系统实际负荷以及直流系统本身的非线性特性,在微分代数模型的基础上,将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术运用到交直流并联系统非线性控制器设计中。在系统的M关系度小于系统阶数及其满足一定的条件时,可得到微分代数系统模型的Bronovsky标准形式,并对交直流混合(AC/DC)系统中发电机励磁控制和直流系统整流侧定电流控制律进行了深入研究。针对一个含有AC/DC的单机无穷大系统(SMIBs)进行实例仿真,研究结果表明所设计的非线性控制器与传统的PID控制器相比具有较好的阻尼特性,能进一步提高系统的动态稳定性。该控制器的设计方法可以很方便地应用于多机交直流并联系统的稳定性控制。 展开更多
关键词 电力系统 稳定性 AC/DC系统 非线性控制 微分代数模型 设计 模糊控制
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非线性液压阻尼悬架的优化设计及最优控制 被引量:9
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作者 韩波 王庆丰 路甬祥 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 1998年第2期96-100,123,共6页
本文对二自由度非线性液压阻尼悬架系统进行了统计线性化分析,并提出这种半主动非线性液压阻尼悬架系统针对不同路况进行最优控制的控制策略;同时对非线性阻尼系统进行实时仿真,得出此类液压阻尼对振动的抑制优于线性阻尼的结论。
关键词 最优控制 汽车 非线性 液压阻尼悬架 设计
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非线性船舶航向控制器Backstepping设计 被引量:15
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作者 王兴成 姜晓红 张健 《控制工程》 CSCD 2002年第5期63-65,共3页
讨论了Backstepping(反向递推 )设计方法在船舶航向控制器设计中的应用问题。基于诺宾(Norbin)非线性船舶模型 ,应用反向递推方法 ,成功地设计出非线性航向控制器。MatlabSimulink仿真试验表明 ,Backstepping(反向递推 )算法可以有效克... 讨论了Backstepping(反向递推 )设计方法在船舶航向控制器设计中的应用问题。基于诺宾(Norbin)非线性船舶模型 ,应用反向递推方法 ,成功地设计出非线性航向控制器。MatlabSimulink仿真试验表明 ,Backstepping(反向递推 )算法可以有效克服船舶的非线性操纵特性 ,从而达到较好的航向跟踪效果。 展开更多
关键词 非线性 船舶 航向控制 BACKSTEPPING 设计 反馈线性 船舶操纵性
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一类鲁棒非线性励磁控制器设计的新方法 被引量:6
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作者 张秀华 张庆灵 谢彦红 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期17-19,共3页
运用控制领域的新成果非线性控制理论的H J不等式,针对一类鲁棒非线性励磁控制的单机无穷大电力系统,给出了非线性励磁控制器·它既考虑了电力系统的非线性,又顾及了干扰的影响,因此,具有广泛性·由于在控制器设计过程中未用到... 运用控制领域的新成果非线性控制理论的H J不等式,针对一类鲁棒非线性励磁控制的单机无穷大电力系统,给出了非线性励磁控制器·它既考虑了电力系统的非线性,又顾及了干扰的影响,因此,具有广泛性·由于在控制器设计过程中未用到任何线性化方法,因而能完整地保留系统的非线性特性·且该设计方法使H∞控制理论在电力系统控制研究中得到了进一步的应用·与传统的线性化方法设计的控制器相比,新的励磁控制器具有结构简单,有效改善系统稳定性等多方面优点· 展开更多
关键词 鲁棒非线性励磁控制 H∞控制理论 电力系统 非线性控制理论 J不等式 设计方法
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高压直流输电系统的鲁棒非线性控制规律的设计 被引量:11
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作者 李明 梁小冰 程丽 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 2004年第1期19-21,27,共4页
本文结合状态反馈精确线性化方法和线性 H∞ 控制理论形成的鲁棒非线性控制器的设计方法 ,详细设计并推导了交直流联合输电系统的鲁棒非线性稳定控制器决策 ,并就其特性及其作用给于了讨论 。
关键词 高压直流输电系统 稳定控制 鲁棒性 数学模型 非线性控制规律 设计 H∞控制理论
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高压直流输电系统非线性变结构控制器的设计 被引量:22
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作者 陈凌云 李兴源 +1 位作者 刘红超 邱晓燕 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期6-9,共4页
为了进一步改善高压直流 ( HVDC)输电系统的性能 ,采用在逆变侧定无功电流控制方式代替传统的定熄弧角控制 ,并将现代控制理论中非线性系统的状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合 ,设计了非线性变结构控制器。仿真... 为了进一步改善高压直流 ( HVDC)输电系统的性能 ,采用在逆变侧定无功电流控制方式代替传统的定熄弧角控制 ,并将现代控制理论中非线性系统的状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合 ,设计了非线性变结构控制器。仿真结果表明 ,所设计的新型控制器能够改善直流系统的性能 。 展开更多
关键词 高压直流输电系统 非线性变结构控制 设计 电力系统 无功电流 反馈线性
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非线性汽门控制器的自适应鲁棒逆推设计 被引量:18
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作者 李文磊 井元伟 刘晓平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期155-158,共4页
针对带有内部及外部扰动的汽轮机调速系统,使用自适应逆推方法构造出调速系统的存贮函数,进而同时获得非线性L2增益干扰抑制控制器及参数替换律。该控制器在内部扰动中重点考虑了输电线路参数的不确定性,因此不仅能够抑制干扰对系统输... 针对带有内部及外部扰动的汽轮机调速系统,使用自适应逆推方法构造出调速系统的存贮函数,进而同时获得非线性L2增益干扰抑制控制器及参数替换律。该控制器在内部扰动中重点考虑了输电线路参数的不确定性,因此不仅能够抑制干扰对系统输出的影响,而且对系统参数变化也具有很强的鲁棒性。同时,基于该方法的设计过程系统、简明,易为工程人员所接受。仿真结果表明该自适应逆推方法设计的控制器拥有优越的性能。 展开更多
关键词 汽轮机 调速系统 非线性汽门控制 自适应鲁棒逆推 设计
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一种非线性姿态控制律的设计 被引量:5
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作者 王旭 史小平 王子才 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期51-53,共3页
根据姿态系统的任务要求人为地选定一输出变量 ,然后应用微分几何方法 ,将这一输出变量的零阶及一阶Lie导数作为新的状态变量 ,并给出基于这两个新的状态变量的非线性状态反馈控制律 .这样通过非线性状态变换和非线性状态反馈 ,将飞行... 根据姿态系统的任务要求人为地选定一输出变量 ,然后应用微分几何方法 ,将这一输出变量的零阶及一阶Lie导数作为新的状态变量 ,并给出基于这两个新的状态变量的非线性状态反馈控制律 .这样通过非线性状态变换和非线性状态反馈 ,将飞行器原来的 6阶非线性姿态模型部分精确线性化为二阶线性系统 .对降阶后的二阶模型使用简单的极点配置方法 ,并由此确定非线性状态反馈中的反馈系数 ,从而最终得到非线性姿态控制律 .将文中的方法应用于某型飞行器的姿态控制中 。 展开更多
关键词 非线性系统 极点配置 飞行器 姿态控制 设计
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基于H^∞设计法的非线性舵鳍联合控制系统仿真研究 被引量:19
12
作者 于萍 刘胜 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第8期1040-1044,共5页
建立了首摇、横荡、横摇三个自由度的船舶运动方程。给出了随机海浪波高、横荡力、横摇力矩、艏摇力矩的仿真算法。介绍了干扰抑制的H∞线性系统设计方法。把非线性船舶舵鳍联合控制系统设计问题化为以二次型性能指标为目标函数的干扰... 建立了首摇、横荡、横摇三个自由度的船舶运动方程。给出了随机海浪波高、横荡力、横摇力矩、艏摇力矩的仿真算法。介绍了干扰抑制的H∞线性系统设计方法。把非线性船舶舵鳍联合控制系统设计问题化为以二次型性能指标为目标函数的干扰抑制的H∞线性系统设计问题;基于H∞系统设计方法,进行舵鳍联合控制系统的设计。并用MATLAB语言完成了控制器的设计与仿真,仿真结果表明基于H∞设计法的舵鳍联合控制器在保证航向控制的同时。 展开更多
关键词 H^∞设计 非线性 舵鳍 联合控制 系统仿真 船舶
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具有弱磁调速的他励直流电机非线性多输入多输出控制器的设计 被引量:7
13
作者 方一鸣 陆金波 +1 位作者 王益群 刘仙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期172-177,共6页
针对具有弱磁调速的他励直流电动机模型,该文将常规励磁电流调节器、电枢回路速度调节器、电流调节器合而为一,将励磁电流同电机的速度、电枢电流一样取为状态变量,按照多输入多输出(MIMO)非线性系统,尝试性地设计了一种MIMO励磁及速度... 针对具有弱磁调速的他励直流电动机模型,该文将常规励磁电流调节器、电枢回路速度调节器、电流调节器合而为一,将励磁电流同电机的速度、电枢电流一样取为状态变量,按照多输入多输出(MIMO)非线性系统,尝试性地设计了一种MIMO励磁及速度控制器。该控制器结合负载转矩自适应估计技术,并利用状态反馈线性化技术和极点配置方法进行设计。仿真结果表明,针对冷连轧机某机架驱动用他励直流电机所设计的非线性MIMO励磁及速度控制器,对负载转矩摄动有较强的自适应性和鲁棒性。电机从低速启动到基速及最高速度运行时,动静态性能优良,从而验证了该文所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 他励直流电机 非线性 多输入多输出控制 设计 弱磁调速
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非线性周期结构动力学与波动调控研究进展
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作者 高鹏林 龚凌云 +5 位作者 王国旭 罗宇 朱俊喆 高昊 马海斌 瞿叶高 《力学进展》 北大核心 2025年第3期567-641,共75页
周期结构是构建自然界和人类工程结构的一种重要形式,平移对称性引起的Bloch调制作用赋予其独特的能带结构和丰富的时/频域动力学特性,为弹性波/声波传播调控、新型声功能器件设计、振动与噪声控制等提供了新思路.非线性效应可以突破线... 周期结构是构建自然界和人类工程结构的一种重要形式,平移对称性引起的Bloch调制作用赋予其独特的能带结构和丰富的时/频域动力学特性,为弹性波/声波传播调控、新型声功能器件设计、振动与噪声控制等提供了新思路.非线性效应可以突破线性理论框架的束缚,能够增强甚至拓展人工周期结构的功能.但非线性周期系统在单胞结构设计和建模分析方面存在诸多困难,也面临时空平移对称性破缺、非线性响应特性及机理复杂等深层次科学难题,给非线性周期结构动力学设计与实际应用带来挑战.针对上述问题,学者们融合力学、声学、材料学和能带物理等多学科研究方法开展了一些卓有成效的研究,本文旨在及时总结非线性周期结构动力学和波动调控领域的重要研究进展,梳理研究中存在的不足之处和关键难题,凝聚力量,促进该领域的深入发展.首先,归纳了力学周期结构非线性效应来源、单胞结构设计方法、非线性周期结构动力学建模与分析方法;之后,综述了非线性周期结构在通带、带隙和能量局域束缚等方面的主要特性,着重介绍了非线性导致的能带频移、模式耦合、低频宽带拓展和带隙内波动模式局域束缚等丰富动力学现象,梳理了非线性周期结构在波调控装置和减振降噪设计方面的一些应用探索.最后,针对现有研究存在的一些不足和关键难题,展望了未来理论研究和应用探索亟需关注的若干发展方向. 展开更多
关键词 非线性周期结构 动力学设计 非线性振动 振动控制 波动调控
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基于Backstepping设计的不确定非线性系统的预测控制 被引量:9
15
作者 杨青 李树荣 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期525-529,共5页
本文的目的是针对一类带有不确定性的单输入单输出的仿射非线性系统,设计一种非线性预测控制器.用反步设计思想获得具有待定参数的控制器表达式,然后用预测控制在线优化获得控制器的参数.用这种方法设计的控制器更易使闭环系统稳定,且... 本文的目的是针对一类带有不确定性的单输入单输出的仿射非线性系统,设计一种非线性预测控制器.用反步设计思想获得具有待定参数的控制器表达式,然后用预测控制在线优化获得控制器的参数.用这种方法设计的控制器更易使闭环系统稳定,且闭环系统具有良好的动态特性.连续发酵过程的仿真结果也验证了控制器是有效的. 展开更多
关键词 非线性 不确定性 预测控制 反馈线性 反步设计
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非线性系统的神经网络控制器设计 被引量:9
16
作者 郭树军 姜长生 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期445-449,共5页
神经网络是解决非线性系统控制问题的一种新颖而有效的方法。文中主要讨论了神经网络在非线性控制中的应用 ,针对一个典型的非线性系统 ,采用不同的神经网络控制结构 ,设计了不同的控制器 ,并进行了数字仿真 ,比较了它们的优缺点。
关键词 非线性系统 神经网络控制 设计 数字仿真
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一类非线性系统的变结构控制器设计 被引量:2
17
作者 吴忠强 许世范 岳东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期124-126,140,共4页
将非线性系统用HM模型进行描述 ,并将全局HM模型表示成不确定系统形式 ,采用不确定系统的变结构控制器设计方法 ,设计出使全局HM模型渐近稳定的变结构控制器。并用一级倒立摆进行仿真验证。
关键词 模糊模型 非线性系统 变结构控制 设计
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TCR—TSC型SVC的非仿射非线性控制器设计 被引量:20
18
作者 丁青青 王赞基 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2002年第14期12-15,共4页
对由晶闸管控制电抗器 (TCR)型装置与多个晶闸管开关电容器 (TSC)型装置组成的静止无功补偿系统 (SVC)建立了一个新的非仿射非线性模型。该模型以晶闸管的触发角为控制量。根据非线性控制的逆系统方法 ,设计了相应的非线性反馈线性化和... 对由晶闸管控制电抗器 (TCR)型装置与多个晶闸管开关电容器 (TSC)型装置组成的静止无功补偿系统 (SVC)建立了一个新的非仿射非线性模型。该模型以晶闸管的触发角为控制量。根据非线性控制的逆系统方法 ,设计了相应的非线性反馈线性化和极点配置的组合控制器。在控制器的设计中利用插值法导出了一个超越方程解函数的具有较高精度的近似计算公式。仿真结果表明了该设计方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 TCR-TSC型SVC 非仿射非线性控制 设计 电力系统 逆系统方法 静止无功补偿系统
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基于非线性模型的飞机自动着陆模糊控制系统设计 被引量:2
19
作者 欧阳晋 屈卫东 章卫国 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第2期294-297,共4页
将非线性控制方法与模糊控制方法相结合对飞机自动着陆系统进行了设计。首先,对飞机纵向运动的非线性模型进行输入输出反馈线性化,将其等效为一个三阶线性系统,并同时实现了解耦。在此基础上,结合带优化修正函数的模糊控制规则自调整方... 将非线性控制方法与模糊控制方法相结合对飞机自动着陆系统进行了设计。首先,对飞机纵向运动的非线性模型进行输入输出反馈线性化,将其等效为一个三阶线性系统,并同时实现了解耦。在此基础上,结合带优化修正函数的模糊控制规则自调整方法对变换后的三阶线性系统进行设计。最后,考虑参数摄动,对所设计的飞机自动着陆控制系统进行了数字仿真。仿真结果表明,该控制系统能有效抑制系统内部参数摄动对系统输出产生的不良影响。 展开更多
关键词 非线性模型 飞机 自动着陆 模糊控制系统 设计 飞行控制系统 反馈线性
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一类非线性系统的自适应控制律设计 被引量:2
20
作者 谭满春 毛宗源 徐建闽 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期16-20,共5页
对一类具有三角结构的非线性系统进行自适应控制律的设计,该系统具有不相等的系数。
关键词 非线性系统 自适应控制 稳定性 平衡点 设计
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