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一类非线性互联系统鲁棒控制问题的求解方法
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作者 孙延修 黎虹 刘业峰 《控制工程》 北大核心 2025年第1期119-125,共7页
含扰动的非线性互联系统的鲁棒控制问题一直是研究的热点。针对此问题,构建了一种非线性互联系统状态观测器,并基于观测器的状态估计值设计了一种状态反馈控制器。对状态估计误差与状态反馈闭环互联系统进行增广联合设计,构造了一种增... 含扰动的非线性互联系统的鲁棒控制问题一直是研究的热点。针对此问题,构建了一种非线性互联系统状态观测器,并基于观测器的状态估计值设计了一种状态反馈控制器。对状态估计误差与状态反馈闭环互联系统进行增广联合设计,构造了一种增广李雅普诺夫函数,给出了增广系统渐近稳定的充分条件,保证了状态估计误差趋于零,状态反馈闭环互联系统鲁棒镇定。最后,选取两类互联系统算例对所提控制方法进行仿真验证,仿真结果验证了所构建的状态观测器的可行性和基于估计状态的状态反馈控制器的有效性,所提控制方法为含扰动的非线性互联系统的鲁棒控制问题求解提供了一种参考。 展开更多
关键词 观测器 非线性互联系统 控制 线性矩阵不等式 镇定
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基于广义比例积分观测器的永磁同步电机鲁棒谐振预测电流控制 被引量:3
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作者 杨帆 赵希梅 +2 位作者 金鸿雁 王晓东 刘晓源 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期2995-3006,共12页
针对永磁同步电机(PMSM)采用无差拍预测电流控制(DPCC)时,性能易受电机参数失配及死区效应的影响,该文提出一种基于广义比例积分(GPI)观测器的鲁棒谐振预测电流控制(RRPCC)方法。首先,分析PMSM参数失配将产生非周期扰动及逆变器死区效... 针对永磁同步电机(PMSM)采用无差拍预测电流控制(DPCC)时,性能易受电机参数失配及死区效应的影响,该文提出一种基于广义比例积分(GPI)观测器的鲁棒谐振预测电流控制(RRPCC)方法。首先,分析PMSM参数失配将产生非周期扰动及逆变器死区效应会导致周期扰动,进而建立带有非周期和周期性扰动的PMSM精确数学模型;其次,基于内模原理,将包含扰动频率的谐振多项式嵌入电流预测模型,可有效地抑制周期性扰动;最后,采用GPI观测器估计由参数失配引起的集总扰动,并通过前馈补偿消除非周期扰动。实验结果表明,该方法能提高系统面对非周期及周期性扰动时的鲁棒性。 展开更多
关键词 参数失配 GPI观测器 周期扰动 谐振预测电流控制
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Lipschitz非线性离散系统基于观测器的鲁棒镇定控制设计
3
作者 鲁润翰 于晓 《应用数学》 北大核心 2024年第3期779-791,共13页
本文研究Lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对Lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计... 本文研究Lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对Lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计结果进一步推广,针对含干扰的Lipschitz非线性离散系统进行H∞性能分析,实现了基于观测器的鲁棒H∞镇定控制,同时给出观测器增益矩阵和控制器增益矩阵的一步求解算法.最后,通过两个数值例子验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 LIPSCHITZ非线性系统 观测器 输出反馈 H∞控制
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基于虚拟导纳的LCL型并联有源电力滤波器鲁棒电流控制 被引量:1
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作者 杨磊 张浙波 +7 位作者 杨敏 赵力航 陈新琪 年珩 赵建勇 闫亮 邓鎔峰 张迪 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期168-175,共8页
基于电网电流和逆变侧电流的双环电流控制策略因其固有的有源阻尼作用而成为LCL型并联有源电力滤波器的研究热点,但控制回路中不同有源阻尼共存将导致系统特性难以确定。对此,通过虚拟导纳模型准确评估了系统的阻尼特性,发现其有源阻尼... 基于电网电流和逆变侧电流的双环电流控制策略因其固有的有源阻尼作用而成为LCL型并联有源电力滤波器的研究热点,但控制回路中不同有源阻尼共存将导致系统特性难以确定。对此,通过虚拟导纳模型准确评估了系统的阻尼特性,发现其有源阻尼区域会随电网阻抗波动而变化,最大接近1/3采样频率;考虑LCL初始谐振频率处于不同的频率范围情况,利用开环极点及鲁棒性分析得到适用于不同情况的统一稳定性约束条件,并对应提出了一套鲁棒控制参数设计方法,从而充分保证电网阻抗波动下并联有源电力滤波器的稳定运行。在一台380V、45A的实验样机上验证了所提理论及控制策略的有效性。 展开更多
关键词 LCL型并联有源电力滤波器 电流控制 有源阻尼 稳定性 电网阻抗
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静止无功补偿器(SVC)的一种新型非线性鲁棒自适应控制设计方法 被引量:61
5
作者 雷邦军 费树岷 +1 位作者 翟军勇 戴先中 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第30期65-70,11,共6页
为提高提高多机电力系统的暂态稳定性,该文首先建立了静止无功补偿器(static var compensator,SVC)系统的一个含有时变参数不确定性的二阶非线性动态模型,然后在SVC动态模型的基础上,利用自适应控制技术和鲁棒控制技术设计了SVC系统的... 为提高提高多机电力系统的暂态稳定性,该文首先建立了静止无功补偿器(static var compensator,SVC)系统的一个含有时变参数不确定性的二阶非线性动态模型,然后在SVC动态模型的基础上,利用自适应控制技术和鲁棒控制技术设计了SVC系统的控制器。为了验证所设计的控制器的有效性,以一个经典的三机九母线电力系统作为测试系统,对鲁棒自适应SVC控制器与PID SVC控制器和反馈线性化SVC控制器分别进行了比较研究。仿真结果表明,与PID SVC控制器和反馈线性化SVC控制器相比,所提出的鲁棒自适应SVC控制器具有良好的性能。 展开更多
关键词 电力系统 静止无功补偿器 SVC动态模型 自适应控制 非线性控制
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电力系统鲁棒非线性控制研究 被引量:31
6
作者 孙元章 卢强 孙春晓 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第6期361-365,共5页
本文结合状态反馈精确线性化方法和线性H∞控制理论提出了一种新的鲁棒非线性控制器的设计方法,依据这种方法设计了电力系统的鲁棒非线性控制器(励磁控制器和汽轮机调速),并就其特性及作用给予了讨论。
关键词 非线性 非线性控制 电力系统
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超导储能装置的非线性鲁棒控制器设计 被引量:28
7
作者 关天祺 梅生伟 +1 位作者 卢强 蒋晓华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2001年第17期1-6,共6页
首先讨论了超导储能装置 ( SMES)建模问题 ,根据 SMES样机实验结果 ,构造了 SMES的二阶鲁棒模型 ;然后在单机无穷大系统中 ,得到了含 SMES的电力系统非线性鲁棒模型。进一步 ,基于反馈线性化方法将系统线性化 ,再利用线性 H∞ 理论求得 ... 首先讨论了超导储能装置 ( SMES)建模问题 ,根据 SMES样机实验结果 ,构造了 SMES的二阶鲁棒模型 ;然后在单机无穷大系统中 ,得到了含 SMES的电力系统非线性鲁棒模型。进一步 ,基于反馈线性化方法将系统线性化 ,再利用线性 H∞ 理论求得 SMES的鲁棒控制规律。最后 ,用数字仿真检验控制规律的有效性。结果表明在各种工况下 ,SMES的非线性鲁棒控制器均可使系统在受到大干扰后迅速恢复正常运行 ,并显著提高系统的暂态稳定极限 ,从而提高系统的输电能力。 展开更多
关键词 超导储能装置 反馈线性 非线性控制 电力系统 暂态稳定性
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基于扩张状态观测器的电力系统非线性鲁棒协调控制 被引量:23
8
作者 余涛 朱守真 +1 位作者 沈善德 李东海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期1-5,共5页
该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear RobusCoordinated Control, ENRCC):将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础... 该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear RobusCoordinated Control, ENRCC):将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础上,完整地阐述了 ENRCC 的控制原理:利用一簇低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化和解耦设计,利用线性鲁棒控制方法对已线性化的内环系统和外环伪线性系统进行预期动力学设计,最终可实现观测器+线性化+鲁棒协调控制三者的有机结合。实例仿真结果表明:该控制规律严谨简单,方法原理直观清晰,便于工程应用,具有很强的适应性和鲁棒性,能有效地解决一类 不确定+非线性+分散性的电力系统多输入多输出(MIMO)对象的控制问题。 展开更多
关键词 电力系统 非线性协调控制 扩张状态观测器 控制 无源性理论 数学模型
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非线性系统鲁棒控制理论的一些新进展 被引量:15
9
作者 慕春棣 梅生伟 申铁龙 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期1-6,共6页
非线性系统的控制是目前自动控制理论研究的一个新热点 .首先给出了近年来非线性系统理论研究基本结果的简要回顾 ,在此基础上 ,以非线性系统的鲁棒镇定和鲁棒L2 干扰抑制问题为主线 。
关键词 非线性系统 数学模型 镇定 控制理论 自动控制理论
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具有电枢反应非线性不确定性的直流电机速度鲁棒跟踪控制研究 被引量:13
10
作者 方一鸣 王乐 +1 位作者 王益群 焦晓红 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期136-139,共4页
该文针对电枢反应引起的非线性不确定性及具有参数变化和负载扰动的直流电机速度跟踪控制问题,构造了一个适当的增广被控对象,将其转化为一标准设计问题,设计了速度控制系统的鲁棒状态反馈控制器,进而利用二自由度鲁棒跟踪设计方法设计... 该文针对电枢反应引起的非线性不确定性及具有参数变化和负载扰动的直流电机速度跟踪控制问题,构造了一个适当的增广被控对象,将其转化为一标准设计问题,设计了速度控制系统的鲁棒状态反馈控制器,进而利用二自由度鲁棒跟踪设计方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果表明,该文所设计的速度鲁棒跟踪控制系统,不仅对于电机的非线性不确定性有较好的控制效果,而且可以有效地抑制电机负载扰动的影响。 展开更多
关键词 直流电机 速度跟踪控制 速度跟踪控制 不确定性 电枢反应 非线性
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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
11
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 自适应逆推 设计
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双轴励磁同步发电机非线性鲁棒自适应控制 被引量:9
12
作者 季海波 陈欢 +1 位作者 王冰 奚宏生 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期20-24,共5页
利用Backstepping和扰动抑制方法设计了双轴励磁同步发电机的自适应控制器。对于含有 各种不确定参数和有界扰动的非线性双轴励磁同步机模型,实现了对转子同步的鲁棒调节。文中的 方法可用于其他不确定电力系统的控制设计。
关键词 双轴励磁同步发电机 非线性自适应控制 BACKSTEPPING方法 控制理论 线性控制
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不确定非线性系统鲁棒控制研究 被引量:10
13
作者 李琳琳 赵光恒 赵长安 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期331-336,共6页
对不确定非线性系统鲁棒控制的主要设计方法和应用领域进行了较为详细的分析和论述 ,包括 L ya-punov方法、输入 /输出反馈线性化方法、变结构控制方法及神经网络控制方法等。给出了设计思想 ,对它们在不确定非线性系统设计中的地位和... 对不确定非线性系统鲁棒控制的主要设计方法和应用领域进行了较为详细的分析和论述 ,包括 L ya-punov方法、输入 /输出反馈线性化方法、变结构控制方法及神经网络控制方法等。给出了设计思想 ,对它们在不确定非线性系统设计中的地位和作用进行了评述 ,并指出了存在的问题和相关的研究方向。 展开更多
关键词 非线性系统 匹配条件 镇定 输出跟踪控制 反馈控制
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一类具有非线性扰动的多重时滞不确定系统鲁棒预测控制 被引量:14
14
作者 苏成利 赵家程 李平 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期644-649,共6页
针对一类具有非线性扰动且同时存在多重状态和输入时滞的不确定系统,提出一种鲁棒预测控制器设计方法.基于预测控制滚动优化原理,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(Linear matrix inequalities,LMIs)方法,首先近似求解无限时域... 针对一类具有非线性扰动且同时存在多重状态和输入时滞的不确定系统,提出一种鲁棒预测控制器设计方法.基于预测控制滚动优化原理,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(Linear matrix inequalities,LMIs)方法,首先近似求解无限时域二次性能指标优化问题,然后优化非线性扰动项所应满足的最大上界,定量地研究鲁棒预测控制在范数有界意义下的扰动抑制问题,并给出了鲁棒预测控制器存在的充分条件.最后通过仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性扰动 预测控制 线性矩阵不等式 时滞 不确定系统
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一类不确定非线性系统的鲁棒自适应跟踪控制 被引量:8
15
作者 李铁山 杨盐生 +1 位作者 杜嘉立 洪碧光 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期152-155,共4页
针对一类带有符号未知不确定虚拟控制增益函数的不确定非线性受扰动系统,提出一种鲁棒自适应控制算法.该算法将Nussbaum增益技术融入backstepping设计方法之中,不仅能够保证闭环系统的信号是全局一致最终有界的,使得跟踪误差收敛到零的... 针对一类带有符号未知不确定虚拟控制增益函数的不确定非线性受扰动系统,提出一种鲁棒自适应控制算法.该算法将Nussbaum增益技术融入backstepping设计方法之中,不仅能够保证闭环系统的信号是全局一致最终有界的,使得跟踪误差收敛到零的一个较小邻域;而且,闭环系统的控制性能可以通过适当的选择设计参数而得到保证.另外,该算法还能克服在现存文献中普遍存在的控制器奇异值问题.计算机仿真结果验证了控制器的有效性和良好性能.文章突出的贡献是拓宽了backstepping设计方法的应用范围,同时提供了一种系统化高、实用性强的设计方法. 展开更多
关键词 不确定非线性系统 自适应控制 解藕反演设计 虚拟控制增益函数
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持续有界扰动下的非线性H_∞鲁棒预测控制 被引量:16
16
作者 何德峰 季海波 郑涛 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期215-219,共5页
针对未知但有界的持续扰动,提出了一种约束非线性H_∞鲁棒预测控制策略.首先,引入离散系统的输入状态稳定性概念;其次,采用仿射输入定义预测控制的控制律,并给出相应终端约束集的估计解法.进一步,得到预测控制闭环系统的鲁棒稳定性结论... 针对未知但有界的持续扰动,提出了一种约束非线性H_∞鲁棒预测控制策略.首先,引入离散系统的输入状态稳定性概念;其次,采用仿射输入定义预测控制的控制律,并给出相应终端约束集的估计解法.进一步,得到预测控制闭环系统的鲁棒稳定性结论.最后,数值仿真验证了上述策略的有效性. 展开更多
关键词 模型预测控制 输入状态稳定性 稳定性 仿射输入 非线性约束系统
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随机非线性系统鲁棒自适应反馈控制器的积分反推方法设计 被引量:18
17
作者 刘允刚 施颂椒 潘子刚 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期613-620,共8页
考虑了一类随机非线性系统的鲁棒自适应控制问题 .采用 Ito随机微分方程描述系统 ,进而在概率意义下研究系统的鲁棒稳定性 .应用积分反推 ( backstepping)方法 ,系统地给出了设计状态反馈及输出反馈鲁棒自适应控制器的方法 .同时构造... 考虑了一类随机非线性系统的鲁棒自适应控制问题 .采用 Ito随机微分方程描述系统 ,进而在概率意义下研究系统的鲁棒稳定性 .应用积分反推 ( backstepping)方法 ,系统地给出了设计状态反馈及输出反馈鲁棒自适应控制器的方法 .同时构造出了适当形式的四次型的自适应控制 Lyapunov函数 ( CLF) . 展开更多
关键词 随机非线性系统 自适应反馈控制 积分反推方法
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多机系统水轮机调速器鲁棒非线性协调控制 被引量:14
18
作者 桂小阳 梅生伟 卢强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期29-33,88,共6页
现代电网具有强非线性、受外界干扰严重和耦合性强3个特征。鲁棒非线性协调控制方法是提高和改善以多机系统为背景的现代电网稳定性最有效、最经济的手段之一。文中应用上述先进控制方法,构造了多机系统水轮机调速器非线性分散控制策略... 现代电网具有强非线性、受外界干扰严重和耦合性强3个特征。鲁棒非线性协调控制方法是提高和改善以多机系统为背景的现代电网稳定性最有效、最经济的手段之一。文中应用上述先进控制方法,构造了多机系统水轮机调速器非线性分散控制策略。该策略表达式中的参数只与局部可测量有关,与网络参数无关,因而具备良好的工程可实现性。此外,通过多机电网36节点系统仿真表明,所构造的策略可有效抑制干扰,显著提高电力系统的暂态稳定性。 展开更多
关键词 非线性协调控制 动态反馈 调节输出 水轮发电机组 调速器
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具有饱和非线性约束的网络控制系统鲁棒H∞优化控制 被引量:9
19
作者 李金娜 张庆灵 韩世迁 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期617-620,共4页
针对具有随机时延和数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题,考虑到系统存在不确定性及外部输入干扰,将控制输入施加饱和非线性约束,建立具有一般性的系统模型.基于Lyapunov方法,给出具有饱和非线性约束的网络控制系统的鲁棒稳定的充分条... 针对具有随机时延和数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题,考虑到系统存在不确定性及外部输入干扰,将控制输入施加饱和非线性约束,建立具有一般性的系统模型.基于Lyapunov方法,给出具有饱和非线性约束的网络控制系统的鲁棒稳定的充分条件.在此基础上,获得使系统具有γ次优、最优鲁棒H∞控制的充分条件,得到最优H∞镇定输出反馈控制律.仿真表明:H∞镇定判据是可行的,有饱和约束的鲁棒H∞优化控制方法是有效的. 展开更多
关键词 网络控制系统 饱和非线性约束 随机时延 数据包丢失 H∞优化控制
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非线性系统的鲁棒自适应模糊控制 被引量:10
20
作者 丁刚 张曾科 韩曾晋 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期356-362,共7页
针对反馈线性化后的不确定非线性对象 ,提出了一种鲁棒自适应控制方法 .采用模糊模型逼近不确定项 ,用逐步后推技术构造出自适应律 ,在线调节模糊模型的参数 ,同时处理存在估计误差时的干扰抑制问题 .该方法还用于感应电动机速度控制的... 针对反馈线性化后的不确定非线性对象 ,提出了一种鲁棒自适应控制方法 .采用模糊模型逼近不确定项 ,用逐步后推技术构造出自适应律 ,在线调节模糊模型的参数 ,同时处理存在估计误差时的干扰抑制问题 .该方法还用于感应电动机速度控制的仿真 .用李亚普诺夫方法证明了整个系统的稳定性和鲁棒性 .该方法适用于任意有界时变干扰 。 展开更多
关键词 非线性系统 自适应模糊控制 自适应模糊模型 控制理论 LYAPUNOV方法
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