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时变结构变论域模糊控制试验研究
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作者 吕杨 梅品彬 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期785-793,共9页
传统模糊控制的模糊论域固定,当被控结构动力特性或外部激励发生变化时,模糊控制的控制效率会降低。在传统模糊控制算法的基础上增设伸缩因子模糊控制器,伸缩因子模糊控制以被控对象的误差及误差变化率作为输入,伸缩因子作为输出,实现... 传统模糊控制的模糊论域固定,当被控结构动力特性或外部激励发生变化时,模糊控制的控制效率会降低。在传统模糊控制算法的基础上增设伸缩因子模糊控制器,伸缩因子模糊控制以被控对象的误差及误差变化率作为输入,伸缩因子作为输出,实现主模糊控制器的模糊论域自适应调整。以一个安装磁流变阻尼器的两层钢框架结构为控制对象,将结构首层位移和速度作为输入,在dSPACE实时仿真系统中搭建了变论域模糊控制系统。开展了不同强度地震动和不同附加质量工况下结构振动控制的振动台试验,结果表明:变论域模糊控制能自适应调节模糊论域,有效减小结构位移、速度和加速度响应;当被控结构附加质量和地震动峰值加速度变化时,变论域模糊控制的控制效果均优于模糊控制和OFF被动控制。 展开更多
关键词 变论域模糊控制 时变结构 振动台试验 振动控制
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含LC低通滤波器的VSC-HVDC系统的新型控制策略 被引量:6
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作者 黄崇鑫 张凯锋 +1 位作者 戴先中 张冠虎 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期12-17,共6页
通过引入LC低通滤波器来滤除逆变器产生的高次电压谐波,以提高向无源网络供电的VSC-HVDC系统的供电质量。在同步旋转坐标系下,包含LC低通滤波器的VSC-HVDC系统表现出强耦合、非线性特性,不利于控制器设计。首先采用逆系统方法将原系统... 通过引入LC低通滤波器来滤除逆变器产生的高次电压谐波,以提高向无源网络供电的VSC-HVDC系统的供电质量。在同步旋转坐标系下,包含LC低通滤波器的VSC-HVDC系统表现出强耦合、非线性特性,不利于控制器设计。首先采用逆系统方法将原系统线性化解耦成伪线性系统,再利用变结构控制理论设计伪线性系统的闭环控制器,既可以降低设计控制系统的难度,又可以使控制系统获得较好的动态性能。利用PSCAD/EMTDC进行仿真试验。仿真结果表明,LC低通滤波器用于滤除高次电压谐波有很好的滤波效果,并且所采用的控制策略使VSC-HVDC系统获得了良好的控制性能。 展开更多
关键词 电压源型高压直流输电 LC低通滤波器 逆系统方法 变结构控制
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向无源网络供电的VSC-HVDC系统的新型控制器设计 被引量:17
3
作者 包宗贤 邹超 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2008年第14期22-27,共6页
在同步旋转坐标系下采用电压源型高压直流输电的暂态数学模型,提出一种向无源网络供电的电压源型高压直流输电系统的新型控制策略。基于状态反馈线性化的逆系统方法,推导电压源型高压直流输电系统的逆系统模型,构造出伪线性系统,实现了... 在同步旋转坐标系下采用电压源型高压直流输电的暂态数学模型,提出一种向无源网络供电的电压源型高压直流输电系统的新型控制策略。基于状态反馈线性化的逆系统方法,推导电压源型高压直流输电系统的逆系统模型,构造出伪线性系统,实现了对电压源型高压直流输电系统有功功率和无功功率的解耦,最后采用滑模变结构控制理论对该伪线性系统进行综合,设计出滑模变结构控制器,并对于反馈线性化中重要的隐动态问题进行了讨论,保证了控制系统的稳定性。仿真结果表明,该控制器具有较好的动态性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 滑模变结构控制 电压型高压直流输电 逆系统理论 伪线性系统 隐动态
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VSC-HVDC变量软约束期望区间跟踪的EMPC设计 被引量:3
4
作者 张虹 刘旭 +3 位作者 张思雨 王鹤 庞健 辛业春 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第14期182-189,共8页
根据直流线路电压与电流之间的非线性关系,建立了电压源换流器型高压直流(VSCHVDC)输电系统的分段仿射模型。针对带状态和输入约束的分段仿射系统动态变化快的特点,弥补模型预测控制滚动优化计算使得系统响应速度变慢、实时性降低的缺... 根据直流线路电压与电流之间的非线性关系,建立了电压源换流器型高压直流(VSCHVDC)输电系统的分段仿射模型。针对带状态和输入约束的分段仿射系统动态变化快的特点,弥补模型预测控制滚动优化计算使得系统响应速度变慢、实时性降低的缺点。采用离线计算和在线分析相结合的显式模型预测控制方法,将反复在线滚动优化计算转化为简单的查表过程。通过期望区间跟踪偏差项和添加变量软约束的方法优化VSC-HVDC系统的输出轨迹。仿真结果表明,所设计的显式模型预测控制器具有良好的动态性能和稳态性能,能够较好地抑制输出轨迹的波动,与模型预测控制相比,动态响应更快,控制的实时性更强。 展开更多
关键词 电压源换流器型高压直流 显式模型预测控制 期望区间 变量软约束 实时性
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连续运行车辆-轨道垂向耦合动力学的时变分析法
5
作者 杨蔡进 《力学学报》 北大核心 2025年第3期740-754,共15页
随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与... 随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与长大轨道结构耦合动力学建模难题.现代高速列车短时间内就能在轨运行至数百公里的距离,经典的理论方法采用了拉格朗日方式描述系统的运动和变形,限定系统的力学研究对象固定不变,往往需要针对全部长度的轨道结构进行建模,计算分析效率亟需提高.围绕高速轨道交通领域内关键基础力学模型问题,基于模型截断的策略,从时变系统动力学角度,构建长距离连续运行车辆-轨道耦合动力学高效建模与分析方法.引入移动控制体描述长大轨道结构在有效振动区域内动力学行为,利用任意拉格朗日-欧拉原理建立移动控制体内截断轨道梁的连续时变动力学模型,基于自适应步长Runge-Kutta-Fehlberg积分策略,通过预处理当前时间步的积分信息,确定预测下一时间步系统响应所需的迭代条件,从而表征控制体内轨道梁下轨枕和道床质量系统的离散时变动力学问题.最后,通过数值算例仿真,分析了车辆-轨道耦合系统的动力学响应,并将计算结果与传统模态叠加法获得结果进行比较,验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 高速列车 长大轨道结构 离散/连续时变系统动力学 移动控制体 任意拉格朗日-欧拉原理
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经VSC-HVDC系统并网的风电场反馈线性化滑模控制 被引量:3
6
作者 鲁裕婷 都洪基 朱鑫要 《电力工程技术》 2019年第5期91-97,共7页
以减少风电场并网对电网的影响及提高并网系统鲁棒性为目的,采用基于反馈精确线性化的滑模变结构控制策略对经高压直流输电并网的风电场系统两侧换流站的控制进行设计。首先建立电压源换流器在dq坐标系下的数学模型,然后采用基于精确线... 以减少风电场并网对电网的影响及提高并网系统鲁棒性为目的,采用基于反馈精确线性化的滑模变结构控制策略对经高压直流输电并网的风电场系统两侧换流站的控制进行设计。首先建立电压源换流器在dq坐标系下的数学模型,然后采用基于精确线性化解耦的滑模变结构控制方法设计高压直流输电系统两侧换流站,解决传统双闭环控制方法调节能力差以及参数整定困难等问题,进一步提高控制系统的抗干扰能力与动态稳定性,最后在MaWab/Simulink中建立经高压直流输电系统并网的风电场仿真模型,对比加入滑模变结构前后的仿真波形图,验证控制系统的各方面性能。 展开更多
关键词 风电场并网 高压直流输电系统 换流站控制 精确化线性解耦 滑模变结构
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基于低通滤波器的柔性关节空间机器人时延估计跟踪控制 被引量:1
7
作者 徐河振 于潇雁 +1 位作者 张宇涵 陈力 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期142-149,共8页
为解决位姿不受控情况下柔性关节空间机器人系统预抓取阶段的关节跟踪控制和振动问题,采用拉格朗日方程并结合动量守恒原理进而建立漂浮基三杆柔性关节空间机器人系统动力学方程。为提高柔性关节的等效刚度,引入关节柔性补偿的方法;即... 为解决位姿不受控情况下柔性关节空间机器人系统预抓取阶段的关节跟踪控制和振动问题,采用拉格朗日方程并结合动量守恒原理进而建立漂浮基三杆柔性关节空间机器人系统动力学方程。为提高柔性关节的等效刚度,引入关节柔性补偿的方法;即根据奇异摄动理论,将柔性关节空间机器人系统分解为慢变系统和快变系统。在此基础上,针对慢变系统设计以时延估计为主框架的滑模控制方法,同时与低通滤波器相结合消除滑模控制带来的系统抖振问题;针对快变系统设计线性速度差值反馈控制系统,抑制柔性关节给系统带来的柔性振动问题。通过仿真验证空间机械臂能够在有限时间内快速、稳定地跟踪上期望轨迹,证实该控制方案具有较好的鲁棒性和可靠性。 展开更多
关键词 柔性关节空间机器人 关节柔性补偿 时延估计 滑模变结构控制 低通滤波器
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滑模预测离散变结构控制 被引量:15
8
作者 宋立忠 陈少昌 姚琼荟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期826-829,共4页
研究了不确定离散时间系统的变结构控制设计问题,提出了基于滑模预测思想的离散变结构控制系统设计新思路.该方法综合考虑抖振、鲁棒性以及控制量约束等指标要求,利用当前及过去时刻的滑模信息预测未来时刻的滑模动态,实现了滚动优化求... 研究了不确定离散时间系统的变结构控制设计问题,提出了基于滑模预测思想的离散变结构控制系统设计新思路.该方法综合考虑抖振、鲁棒性以及控制量约束等指标要求,利用当前及过去时刻的滑模信息预测未来时刻的滑模动态,实现了滚动优化求解.仿真结果表明,该方法可有效消除抖振现象,并能够保证闭环系统的鲁棒稳定性. 展开更多
关键词 离散时间系统 变结构控制 滑模预测 鲁棒性
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离散时间系统变结构控制基于衰减控制的趋近律(英文) 被引量:17
9
作者 肖雁鸿 周靖林 +1 位作者 葛召炎 彭永进 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期450-452,共3页
讨论了利用离散趋近律设计离散时间系统的变结构控制问题 ,在衰减控制的基础上 ,提出了衰减变速趋近律和衰减幂次趋近律 .理论分析和仿真结果表明 ,本文所提的方法是有效的 ,既保证了闭环系统的渐进稳定性 ,又大大减少了系统的抖动现象 .
关键词 离散时间系统 变结构控制 衰减控制 趋近律
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基于趋近律方法的离散时间系统变结构控制 被引量:27
10
作者 宋立忠 李槐树 姚琼荟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期525-528,共4页
对变结构控制设计中的离散趋近律方法进行深入研究,提出了"理想趋近律"与"鲁棒趋近律"的概念.基于这些概念可以将离散趋近律区分为两类.研究了采用不同类型趋近律求取变结构控制时的异同及鲁棒性保证机理.澄清了使... 对变结构控制设计中的离散趋近律方法进行深入研究,提出了"理想趋近律"与"鲁棒趋近律"的概念.基于这些概念可以将离散趋近律区分为两类.研究了采用不同类型趋近律求取变结构控制时的异同及鲁棒性保证机理.澄清了使用趋近律方法设计变结构控制时存在的混乱和误解. 展开更多
关键词 离散时间系统 变结构控制 趋近律 鲁棒性
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一种离散时间系统的变结构控制方法 被引量:36
11
作者 翟长连 吴智铭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期719-722,共4页
针对离散时间系统 ,讨论了利用离散趋近律设计变结构控制问题 ,分析了趋近律系数造成系统颤振的原因 ,给出改进的离散趋近律 ,并利用它设计变结构控制 .仿真结果表明 ,该方法是可行的 ,减少了系统的颤振 。
关键词 离散时间系统 变结构控制 离散趋近律 闭环系统
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不确定离散时间系统的变结构控制设计 被引量:80
12
作者 翟长连 吴智铭 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期184-191,共8页
讨论了利用离散趋近律设计不确定离散时间系统的变结构控制问题 ,分析了离散趋近律系数造成系统颤振的原因 ,给出了改进的离散趋近律 ,并利用它设计了变结构控制律 ,对不确定部分建立灰色估计模型 ,估计出参数值 .仿真结果表明该方法是... 讨论了利用离散趋近律设计不确定离散时间系统的变结构控制问题 ,分析了离散趋近律系数造成系统颤振的原因 ,给出了改进的离散趋近律 ,并利用它设计了变结构控制律 ,对不确定部分建立灰色估计模型 ,估计出参数值 .仿真结果表明该方法是可行的 。 展开更多
关键词 离散时间系统 变结构控制 离散趋近律 灰色模型
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离散变结构控制理论研究现状与展望 被引量:14
13
作者 姚琼荟 宋立忠 鄢圣茂 《海军工程大学学报》 CAS 2004年第6期23-29,36,共8页
对离散变结构控制理论的研究进展进行综述,总结了3种主要的DVSC方案,讨论了这一领域中存在的重要问题,并指出了该理论未来可能的研究方向.
关键词 离散时间系统 变结构控制 滑模控制
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基于衰减控制的离散时间系统的变结构控制 被引量:10
14
作者 任启峰 高存臣 王品 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1056-1059,共4页
基于衰减控制,讨论了离散时间系统的变结构控制问题,提出了衰减指数控制和时变衰减幂次趋近律。理论分析表明该方法能够使系统抖动以指数幂次逐渐衰减,从而消除了稳态抖动,保证了闭环系统的渐近稳定。仿真结果表明该方法是有效的。
关键词 离散时间系统 变结构控制 衰减控制 抖动
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离散变结构控制基于扰动动态补偿的理想趋近律 被引量:4
15
作者 刘云龙 高存臣 +1 位作者 赵林 梁霄 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第7期2011-2014,共4页
研究了带有系统内部参数摄动和外部干扰的离散时间系统变结构控制综合问题。给出了非匹配不确定离散时间系统带有扰动动态补偿的理想趋近律,消除了常规变结构控制中不确定项必须有界和满足匹配条件的限制。所设计的变结构控制器在有限... 研究了带有系统内部参数摄动和外部干扰的离散时间系统变结构控制综合问题。给出了非匹配不确定离散时间系统带有扰动动态补偿的理想趋近律,消除了常规变结构控制中不确定项必须有界和满足匹配条件的限制。所设计的变结构控制器在有限时间内可达切换面,有效地削弱了系统抖振,减小了切换带带宽,改善了系统动态品质。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 离散时间系统 变结构控制 非匹配 理想趋近律 扰动动态补偿
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不确定离散时间系统的变结构控制 被引量:16
16
作者 于双和 傅佩琛 强文义 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期85-88,共4页
常规变结构控制用于不确定系统 ,须利用不确定性界确保系统的鲁棒性 ,控制器过于保守且抖振变大 .本文把未知干扰和参数不确定性的影响等效为名义系统的外界干扰 ,利用时延技术对干扰进行在线估计 ,并将估计值引入到变结构控制中 ,从而... 常规变结构控制用于不确定系统 ,须利用不确定性界确保系统的鲁棒性 ,控制器过于保守且抖振变大 .本文把未知干扰和参数不确定性的影响等效为名义系统的外界干扰 ,利用时延技术对干扰进行在线估计 ,并将估计值引入到变结构控制中 ,从而抵消掉系统中的慢变不确定性 ,利用离散趋近律法 ,推出了准滑动模态的存在条件及其带宽 .该方法克服了以往控制方法中须已知不确定性界的限制 ,且不必满足匹配条件 ,用较低的控制增益保证了系统的鲁棒性 ,降低了准滑动模态带即削弱了抖振 . 展开更多
关键词 变结构控制 离散时间系统 鲁棒性
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一类欠驱动机械系统基于滑模的变结构控制 被引量:13
17
作者 郑艳 朱媛 井元伟 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期511-514,共4页
针对体操机器人这种欠驱动机械系统设计了滑模变结构控制律,变结构控制中采用了一种改进的指数趋近律·仿真结果表明对线性化模型所设计的变结构控制器应用在非线性系统中,仍能使机器人系统实现稳定·与极点配置方法相比较,采... 针对体操机器人这种欠驱动机械系统设计了滑模变结构控制律,变结构控制中采用了一种改进的指数趋近律·仿真结果表明对线性化模型所设计的变结构控制器应用在非线性系统中,仍能使机器人系统实现稳定·与极点配置方法相比较,采用滑模变结构控制方法设计的平衡控制器可使机器人系统具有更大的稳定范围(吸引域)和更强的鲁棒性·改进的指数趋近律可有效地降低变结构控制中所产生的抖动,并使系统迅速达到平衡稳定状态· 展开更多
关键词 欠驱动系统 体操机器人 变结构控制 趋近律 吸引域
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一种基于改进趋近律的离散变结构控制方法 被引量:9
18
作者 朱齐丹 吕开东 +2 位作者 李新飞 刘志林 张智 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1211-1214,共4页
研究了使用离散指数趋近律方法设计的离散时间控制系统中存在的抖振现象。为了减小这种抖振现象,提出了一种改进的离散趋近律设计方法,而且给出了趋近律的参数选择原则。仿真结果表明:在使用该改进趋近律方法设计的离散时间变结构控制... 研究了使用离散指数趋近律方法设计的离散时间控制系统中存在的抖振现象。为了减小这种抖振现象,提出了一种改进的离散趋近律设计方法,而且给出了趋近律的参数选择原则。仿真结果表明:在使用该改进趋近律方法设计的离散时间变结构控制器的调节下,系统的运动状态最终趋近于原点,还可使系统状态保持步步穿越切换面,提高了控制系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 离散变结构控制 趋近律 抖振 鲁棒性
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以幂次趋近的离散变结构重复控制 被引量:11
19
作者 孙明轩 王辉 范伟云 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1426-1432,共7页
本文提出一种离散变结构重复控制器设计方法,在趋近律中"嵌入"扰动抑制措施,构造理想切换动态,并据此导出重复控制器.为了进行控制器参数整定和刻画闭环系统的收敛性能,文中推导出准滑模带、单调收敛层和绝对收敛层边界的表达... 本文提出一种离散变结构重复控制器设计方法,在趋近律中"嵌入"扰动抑制措施,构造理想切换动态,并据此导出重复控制器.为了进行控制器参数整定和刻画闭环系统的收敛性能,文中推导出准滑模带、单调收敛层和绝对收敛层边界的表达式.设计的离散变结构重复控制器能够完全抑制周期性扰动,控制器设计方法也适用于常值扰动下的定位控制.数值仿真及实验结果验证了所提出控制方案的有效性. 展开更多
关键词 幂次趋近律 变结构控制 重复控制 离散时间系统
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具有控制时滞的离散系统的无抖振滑模控制 被引量:11
20
作者 唐功友 吕杉杉 董瑞 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1045-1048,共4页
研究含时滞的线性离散系统的变结构控制问题.首先将之简化为不含时滞项的线性离散系统.然后对简化系统提出一种新的无抖振滑动模态控制算法.该算法使滑模控制分为两个阶段,当系统轨迹在滑模某邻域以外时,利用传统的到达控制律使系统状... 研究含时滞的线性离散系统的变结构控制问题.首先将之简化为不含时滞项的线性离散系统.然后对简化系统提出一种新的无抖振滑动模态控制算法.该算法使滑模控制分为两个阶段,当系统轨迹在滑模某邻域以外时,利用传统的到达控制律使系统状态轨迹单调趋近滑模面;当系统轨迹进入该邻域内,无抖振控制律使其轨迹一步到达滑模面.该控制律有效地削除了由离散系统解轨迹的不连续性产生的抖振现象.仿真结果表明了这种方法的有效性. 展开更多
关键词 离散系统 时滞系统 滑动模态 无抖振 变结构控制
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