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基于加权平均驻留时间策略的正切换系统稳定性研究

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基于加权平均驻留时间策略的正切换系统稳定性研究

作者：袁晓燕山西师范大学

学位级别：硕士

本文根据已有的平均驻留时间策略和模型依赖平均驻留时间策略的优缺点,提出兼具两者优点的新的切换策略,进而为具有稳定和部分不稳定子系统的正切换系统建立新的稳定性结论,全文分为三个章节:第一章介绍本文的研究现状及意义,预备知识... 详细信息

本文根据已有的平均驻留时间策略和模型依赖平均驻留时间策略的优缺点,提出兼具两者优点的新的切换策略,进而为具有稳定和部分不稳定子系统的正切换系统建立新的稳定性结论,全文分为三个章节:第一章介绍本文的研究现状及意义,预备知识和全文的结构安排.第二章研究具有两个子系统的正切换系统的稳定性问题.首先通过改进的模型依赖平均驻留时间策略得到该系统稳定的充分条件.然后将所得到的结果拓展到非自治正切换系统中,给出这类系统稳定的控制器设计方案.最后用数值算例说明,在新策略下可以获得更大的切换信号设计范围,并且已有的平均驻留时间策略和模型依赖平均驻留时间策略均可以视为该切换策略的一些特殊情况.第三章研究具有多个子系统的正切换系统的稳定性问题,首先提出两个新的切换策略,即加权平均驻留时间策略和快加权平均驻留时间策略,分别用于处理正切换系统中的稳定子系统和不稳定子系统.然后基于这两个策略进一步得到具有多个稳定子系统和部分不稳定子系统的正切换系统的稳定性条件.最后通过数值算例表明,在随机切换的情况下,由加权平均驻留时间策略获得的可行域涵盖由平均驻留时间和模型依赖平均驻留时间这两个策略获得的可行域;新策略可以解决已有同类文献中存在的缺陷.

关键词：正切换系统稳定性平均驻留时间 Lyapunov函数方法加权平均驻留时间切换策略

基于VLC-WIFI混合网络的异构接入与切换算法研究及实现

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基于VLC-WIFI混合网络的异构接入与切换算法研究及实现

作者：李沛雨南昌大学

学位级别：硕士

顺应国家“双碳”发展趋势,同时满足无线网络数据急剧增长的需求,可见光通信(Visible Light Communication,VLC)因其拥有大量的频谱资源和绿色低碳的优势,被列为第六代无线通信的潜在关键技术之一。VLC技术可以作为补充无线保真(Wireles... 详细信息

顺应国家“双碳”发展趋势,同时满足无线网络数据急剧增长的需求,可见光通信(Visible Light Communication,VLC)因其拥有大量的频谱资源和绿色低碳的优势,被列为第六代无线通信的潜在关键技术之一。VLC技术可以作为补充无线保真(Wireless Fidelity,WIFI)系统的重要手段,并分担负载压力。然而,当前VLC系统易受光路阴影和用户移动性的影响,且无法提供有效的上行链路。本文重点在VLC和WIFI共存的密集热点场景中,对异构网络的资源调度策略和切换方法进行研究,并结合两种网络的互补优势,设计了一种基于VLC-WIFI异构融合的非对称网络接入系统,本文的主要研究内容具体如下:(1)首先,本文充分调研了VLC和异构网络接入的研究现状,指出当前VLC-WIFI网络中多用户资源分配的设计难点,以及不同网络协议栈不兼容等技术挑战。并分析了该应用场景的系统布局,网络拓扑,LED照明性能指标,以及几种常见的多用户调度算法,为实现本文的异构接入与管理奠定基础。(2)然后,针对VLC-WIFI网络中传统多用户调度策略相对单一的问题,提出一种基于多用户动态接入管理及接入点分配(Multi-user Dynamic Access Management and Access Point Assignment,MDAM-APA)的VLC-WIFI异构接入算法,充分考虑了用户需求,接入点(Access Point,AP)的信道质量和资源可用性,用户随机行为,以及切换带来的吞吐量损耗,为用户提供更为合理的AP接入选择,并与传统调度算法进行性能对比。仿真结果表明,本文所提算法吞吐量性能最高提升23.5%,中断概率最高下降25.1%,且在高用户负载的情况下,公平性指数最低达到82%。(3)针对VLC和WIFI融合的非对称网络拓扑,通过套接字(Socket)优化,实现了一种基于重定向TCP(Redirected TCP,RE-TCP)数据包的异构融合方法,解决VLC单向传输性的缺陷,将业务数据包从WIFI卸载到VLC链路,并提供WIFI上行支持。同时,利用ZYNQ平台作为VLC中继设备,完成数据包的重定向及信号处理,结合该平台接口设计需求和性能预算进行器件选型,完成收发机硬件电路的设计及非对称网络验证系统的构建。最后,实验及测试结果表明,各模块性能指标与系统功能均符合预期。

关键词：可见光通信异构网络多用户资源调度切换策略重定向

基于改良滑模观测器的无速度传感器永磁同步电机控制系统研究

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基于改良滑模观测器的无速度传感器永磁同步电机控制系统研究

作者：赵宇飞重庆理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(PMSM)以其功率密度大、效率高、控制简单等优点,在高性能调速系统中扮演着重要角色。为了实现精准控制,需要实时获取电机转子的速度信息,对电机进行闭环反馈控制。传统的机械式转子位置传感器,对环境要求高、成本昂贵且易... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)以其功率密度大、效率高、控制简单等优点,在高性能调速系统中扮演着重要角色。为了实现精准控制,需要实时获取电机转子的速度信息,对电机进行闭环反馈控制。传统的机械式转子位置传感器,对环境要求高、成本昂贵且易受损,限制了永磁同步电机的广泛应用。因此无速度传感器的研究就变得尤为重要。本文在电机低速(额定转速10%以下)时采用了高频方波注入法来辨识电机转速,在电机高速(额定转速10%以上)时使用滑模观测器法辨识电机转速。将两种算法相结合,形成了一种复合的无速度传感器算法,使得永磁同步电机可以在各种速度下实现精准控制,从而克服了单一控制方法的局限性。首先,根据永磁同步电机的凸极特性,以电机的高频数学模型为基础,分析了高频方波注入法的原理。使用高频注入法解决了PMSM低速时无速度传感器控制问题。随后,利用锁相环的结构来对转子位置进行估算,弥补了正反切函数对电流噪声敏感的缺点。并且采用了一种代数计算的方法,用来将采样后电流中的高频与基频进行分离,从而避免了滤波器的使用,这种方法有效减少了滤波器对系统的计算资源的占用,并消除了使用滤波器带来的相位误差。其次,研究了适用于中高速范围内的滑模观测器法(SMO),基于永磁同步电机两相静止坐标系(αβ轴)下的电流方程,给出了一种传统SMO实现方式,并分析滑模观测器中抖振问题的主要来源。结合目前减弱抖振的方法,针对现有方案存在的不足,通过理论推导和实验验证,对高阶超螺旋滑模观测器进行优化。在其基础上,增加了一个饱和函数来抑制滑模观测器的抖振现象,并将开关函数换成了准滑动模态函数。得到了一种新型的滑模变结构趋近律,该策略能够快速地收敛到平衡点附近并稳定。仿真结果表明,改良后的超螺旋滑模观测器与传统的滑模观测器相比稳态误差减少了56%,对比普通的超螺旋滑模结构稳态误差减小了13%,有效提升了估算速度精度。为了实现低速与高速相结合的无速度传感器控制,在高频方波注入法的基础上,采用短脉冲电压注入法完成电机初始位置的转子永磁体磁性辨识,用来估算电机转子的初始角,同时采用加权平均切换的方法代替传统的滞环切换方法完成高速低速两种算法的平滑切换。最后,设计了一套永磁同步电机无速度传感器控制程序,搭建了PMSM的实验平台,并在实验平台上驱动永磁同步电机,完成了无速度传感器电机控制,验证了上述理论分析的正确性与可行性。

关键词：永磁同步电机无速度传感器控制高频方波注入法改良滑模观测器法切换策略

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炼钢转炉除尘风机双电源切换控制策略研究

电机与控制应用 2022年第6期49卷 24-28,91页

作者：梁泽毅上海梅山工业民用工程设计研究院有限公司上海200093

炼钢转炉除尘风机系统是炼钢生产除尘系统的主要设备。为了保证该设备的正常运行,避免因供电异常带来的安全事故与经济损失,研究了一种转炉风机供配电系统双电源切换装置。分析了该转换装置的电压异常检测方法、转换时机的选择和触发控... 详细信息

炼钢转炉除尘风机系统是炼钢生产除尘系统的主要设备。为了保证该设备的正常运行,避免因供电异常带来的安全事故与经济损失,研究了一种转炉风机供配电系统双电源切换装置。分析了该转换装置的电压异常检测方法、转换时机的选择和触发控制策略,并基于MATLAB/Simulink进行了仿真,证明了备用电源与剩余感应电动势间的相位角差与动态切换策略的正确性。

关键词：除尘风机双电源切换策略仿真

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基于加速度的柴油机多回路切换控制策略设计

现代车用动力 2021年第4期 28-31,53页

作者：王骥超韩冰洁葛洋洋于正同彭倩迪中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所陕西西安710068 东风康明斯发动机有限公司湖北襄阳441004

柴油机在不同工况和使用场景下采取的控制策略不同,柴油机的控制逻辑软件架构应具备拓展性——易于添加新工况控制逻辑和修改已有控制策略。在工况发生变化时应保证控制切换过程的平稳。为了达到这一目的,提出一种基于加速度控制的多回... 详细信息

柴油机在不同工况和使用场景下采取的控制策略不同,柴油机的控制逻辑软件架构应具备拓展性——易于添加新工况控制逻辑和修改已有控制策略。在工况发生变化时应保证控制切换过程的平稳。为了达到这一目的,提出一种基于加速度控制的多回路切换策略。该方法以加速度闭环为内核,将不同工况的控制策略统一为外环的加速度请求。通过竞争策略得到目标加速度后进入内环控制柴油机。该方法组织耦合度低,易于增加或修改外环工况控制算法。最后通过发动机台架试验验证:切换过程完成平稳,该切换策略达到设计目的。

关键词：加速度控制回路高压共轨柴油机切换策略台架试验

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排气制动对增压器涡轮轴向载荷影响的研究

汽车工程 2014年第9期36卷 1051-1056页

作者：龚金科李靖胡辽平余明果颜胜陈韬湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 湖南天雁机械有限责任公司衡阳421005

本文中针对同时采用排气制动和涡轮增压的车辆,分析其在排气制动工况下增压器的工作状态。通过排气制动与增压器联动试验得出数值计算所需的边界条件,并据此计算涡轮转子在稳态工况和过渡工况的轴向受力。结果表明,在排气制动工况下,增... 详细信息

本文中针对同时采用排气制动和涡轮增压的车辆,分析其在排气制动工况下增压器的工作状态。通过排气制动与增压器联动试验得出数值计算所需的边界条件,并据此计算涡轮转子在稳态工况和过渡工况的轴向受力。结果表明,在排气制动工况下,增压器涡轮转子的轴向受力反向,且排气背压越高,涡轮转子所受轴向力越大;在工况切换过程中,涡轮转子所受突变载荷较大,最高值达221N,工况切换时间越短、背压越高,轴向冲击载荷越大。因此确定合理的排气背压和工况切换策略可有效降低涡轮转子所承受的轴向载荷。

关键词：涡轮增压器排气制动轴向载荷过渡工况切换策略

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约束非线性系统切换鲁棒预测控制

控制理论与应用 2010年第4期27卷 495-500页

作者：赵敏李少远上海交通大学自动化系上海200240 上海理工大学控制科学与工程系上海200093

采用"分段蕴含"(PWE)方法,用一组线性变参数模型(LPV)近似约束非线性系统,降低模型近似的保守性.对每个LPV模型引入参数Lyapunov函数,得到稳定的控制律,并施加于非线性系统.当检测到LPV模型发生切换时,根据可行域的离线设计方法确定适... 详细信息

采用"分段蕴含"(PWE)方法,用一组线性变参数模型(LPV)近似约束非线性系统,降低模型近似的保守性.对每个LPV模型引入参数Lyapunov函数,得到稳定的控制律,并施加于非线性系统.当检测到LPV模型发生切换时,根据可行域的离线设计方法确定适当的切换律,使系统按照设定的规则切换,保证切换后的初始状态可行.在文章最后给出了基于切换策略的控制算法的可行性和稳定性.与传统非线性预测控制相比,基于切换策略的鲁棒预测控制方法保守性更低,计算量更小.

关键词：约束非线性系统鲁棒预测控制多LPV蕴含参数Lyapunov函数切换策略

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双框架飞机蒙皮检测机器人切换运动控制方法

航空学报 2015年第6期36卷 2064-2073页

作者：沈桂鹏王从庆王琪南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对一种双框架飞机蒙皮检测机器人,通过分析该机器人在飞机表面上的受力情况,在飞机表面该机器人受到了非完整约束,基于牛顿-欧拉法建立了机器人非完整约束动力学模型。根据机器人机械结构和运动步态分析,将该非完整机器人系统分为子系... 详细信息

针对一种双框架飞机蒙皮检测机器人,通过分析该机器人在飞机表面上的受力情况,在飞机表面该机器人受到了非完整约束,基于牛顿-欧拉法建立了机器人非完整约束动力学模型。根据机器人机械结构和运动步态分析,将该非完整机器人系统分为子系统A和子系统B。为了实现机器人在飞机表面运动,采用反演技术和快速Terminal滑模控制相结合的思想对系统设计了控制器,提出了一种反演-滑模控制方法;对于非完整机器人子系统A和子系统B,设计了一种基于事件驱动的切换策略,实现了机器人对期望轨迹的全局渐近跟踪,并利用Lyapunov稳定性证明系统的跟踪误差收敛。仿真和试验表明,采用该切换策略和反演-滑模控制方法,双框架飞机蒙皮检测机器人可以在飞机表面自由运动并进行损伤检测,具有良好的可靠性和稳定性。

关键词：双框架飞机蒙皮检测机器人动力学模型反演技术快速Terminal滑模控制切换策略

IPMSM宽速域范围无位置传感器高性能控制

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华南理工大学学报（自然科学版） 2015年第9期43卷 1-7页

作者：汪兆栋文小琴游林儒曾文涛华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640

考虑到内置式永磁同步电机(IPMSM)滑模观测器易受d、q轴电感差异的影响,提出了一种IPMSM的Lq模型,并构造了IPMSM在Lq模型下的合成反电动势,设计了基于合成反电动势的滑模状态观测器,同时采用两级滤波器串联的方式来提取反电动势信息,并... 详细信息

考虑到内置式永磁同步电机(IPMSM)滑模观测器易受d、q轴电感差异的影响,提出了一种IPMSM的Lq模型,并构造了IPMSM在Lq模型下的合成反电动势,设计了基于合成反电动势的滑模状态观测器,同时采用两级滤波器串联的方式来提取反电动势信息,并采用变截止频率调节的方法实现恒相位补偿,采用锁相环技术实现系统的高速运行.然后在电机起动时采用相应的控制方法以满足不同的应用要求,并在低、中速切换时采用了一种新的切换策略以实现系统的平稳切换.在一台IPMSM上的实验结果表明,文中提出的滑模无位置传感器控制算法、起动控制选择及主动切换策略能实现IPMSM在宽速阈范围内的无位置传感器高性能控制,从而验证文中所提控制算法的有效性.

关键词：滑模控制无传感器控制锁相环切换策略内置式永磁同步电机