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电力电子化电力系统暂态稳定分析新框架:基于耦合因子的非线性解耦方法

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中国电机工程学报 2020年第16期40卷 5102-5112页

作者：夏杨红韦巍浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

不同于以同步机为主导的传统电力系统,电力电子化电力系统的惯性较低。当受到扰动时系统的状态变量极易发生较大范围的变化,使得系统面临着严重的暂态稳定性问题。然而,长期以来,对于电力电子化电力系统的暂态稳定性缺乏有效的分析工具... 详细信息

不同于以同步机为主导的传统电力系统,电力电子化电力系统的惯性较低。当受到扰动时系统的状态变量极易发生较大范围的变化,使得系统面临着严重的暂态稳定性问题。然而,长期以来,对于电力电子化电力系统的暂态稳定性缺乏有效的分析工具。针对此问题,提出基于耦合因子的非线性解耦方法来进行暂态稳定分析。所提基于耦合因子的非线性解耦方法充分借鉴解耦思路,将原高阶非线性系统近似地转化为一系列解耦的一阶二次和二阶二次子系统。在解耦空间中,针对这些低阶二次非线性子系统,可以利用现有的分析工具对其进行详细地暂态稳定分析,从而可以间接地反映原系统的暂态稳定性。为有效指导非线性解耦,相应地提出耦合因子的概念,用以评价系统状态变量之间的耦合程度,便于最终确立解耦空间中的系统结构。基于耦合因子的非线性解耦方法普适性广,对所研究的电力电子化电力系统结构无特殊要求,以期成为一种新的暂态稳定分析框架。最后,通过一个直流微电网算例,对所提基于耦合因子的非线性解耦方法的有效性进行验证。

关键词：暂态稳定性耦合因子非线性解耦二次非线性系统电力电子化电力系统

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强制循环蒸发器的非线性解耦控制

化工学报 2013年第6期64卷 2145-2152页

作者：王永刚李海波柴天佑沈阳农业大学信息与电气工程学院辽宁沈阳110866 东北大学流程工业国家重点实验室辽宁沈阳110004

强制循环蒸发器是一个多输入多输出的且回路间存在着较强耦合的强非线性的复杂化工过程。针对单纯的采用常规控制方法很难满足实际的工业要求的问题,在深入研究上述过程的动态特性的基础上,根据模型的结构特点,采用全局输入输出反馈线... 详细信息

强制循环蒸发器是一个多输入多输出的且回路间存在着较强耦合的强非线性的复杂化工过程。针对单纯的采用常规控制方法很难满足实际的工业要求的问题,在深入研究上述过程的动态特性的基础上,根据模型的结构特点,采用全局输入输出反馈线性化的方法实现了其解耦控制,并证明了系统的零动态稳定性。通过仿真表明采用全局输入输出反馈线性化解耦方法能够有效地解决系统的强非线性对系统带来的影响,而且还能消除密度回路与液位回路间的耦合作用,该方法对提高产品质量和提高系统的蒸发效率具有重要意义。

关键词：强制循环蒸发器输入输出反馈线性化非线性解耦

基于白鲨优化极限学习机的三维力传感器非线性解耦

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光学精密工程 2023年第18期31卷 2664-2674页

作者：孙世政庞珂于竞童陈仁祥重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

针对三维力传感器维间耦合干扰问题,以基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的一体式三维力传感器为研究对象,提出了一种基于白鲨优化算法的优化极限学习机(White Shark Optimizer-Extreme Learning Machine,WSO-ELM)的非线性... 详细信息

针对三维力传感器维间耦合干扰问题,以基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的一体式三维力传感器为研究对象,提出了一种基于白鲨优化算法的优化极限学习机(White Shark Optimizer-Extreme Learning Machine,WSO-ELM)的非线性解耦算法。首先,设计了基于FBG的一体式三维力传感器,阐明该传感器波长漂移量与三维力的映射关系;然后,搭建静态标定实验系统,分析三维力耦合特征,并建立WSO-ELM算法三维力传感器解耦模型,利用白鲨优化算法(White Shark Optimizer,WSO)稳定、高效特点优化模型,寻找ELM神经网络隐含层神经元数与解耦时间的最佳参数组合,开展基于WSO-ELM的三维力传感器非线性解耦研究;最后,该传感器解耦后最大平均I类误差达到0.51%,最大平均II类误差达到0.65%,实现了基于WSO-ELM的三维力非线性解耦。为验证解耦效果,将WSO-ELM算法与极限学习机神经网络模型、反向传播神经网络、最小二乘法解耦效果进行对比实验。实验结果表明:WSO-ELM算法具有较好的解耦效果,能有效构建三维力维间耦合关系,同时降低传感器耦合干扰,提高传感器的测量精度,具有良好的非线性解耦能力。

关键词：白鲨优化算法非线性解耦三维力传感器光纤布拉格光栅极限学习机算法

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红外视轴稳定系统框架间非线性解耦

光电工程 2010年第10期37卷 139-143页

作者：赵艳花张伟民周阳洛阳理工学院电气工程与自动化系河南洛阳471023 同济大学电子与信息工程学院上海200092

红外视轴稳定框架是一个三自由度的框架结构,当框架处于非正交位置时,存在耦合现象,影响系统的稳定精度。本文根据框架的动力学方程进行建模,指出框架间含有复杂的非线性耦合关系,影响视轴稳定的控制系统设计。然后利用非线性解耦控制... 详细信息

红外视轴稳定框架是一个三自由度的框架结构,当框架处于非正交位置时,存在耦合现象,影响系统的稳定精度。本文根据框架的动力学方程进行建模,指出框架间含有复杂的非线性耦合关系,影响视轴稳定的控制系统设计。然后利用非线性解耦控制系统的可解耦性,通过证明得出框架间是可以解耦的。同时,运用微分几何方法实现对框架间的系统解耦。实验结果表明,本文方法可以减少红外视轴稳定框架在处于非正交位置时框架间存在的耦合,进而解决了框架间因耦合产生的对系统图像稳定的影响,提高了系统的稳定性和可靠性。

关键词：视轴稳定系统建模非线性解耦微分几何

通过非线性解耦实现绕欧拉特征轴旋转的姿态控制系统

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宇航学报 1995年第3期16卷 81-87页

作者：陈有余北京航空航天大学

利用四元数反馈，就不需要测量三个欧拉角，从而避免结构上和原理上所带来的麻烦，而且可以实现绕欧拉特征轴的大角度机动。绕欧拉特征轴旋转的角行程是最短的。但是，要实现这种机动，姿态控制系统必须是解耦的。

关键词：非线性解耦欧拉特征轴姿态控制系统航天器

基于SSA-GB-ELM的并联式六维加速度传感器非线性解耦

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电子测量与仪器学报 2023年第10期37卷 106-114页

作者：郝喆于春战张佳林席攀峰窦琢仑孙治博北京林业大学工学院北京100083 北京航空航天大学北航学院北京100191

六维加速度传感器的高精度测量可有效提高底盘防倾翻控制系统的控制效果,但并联式弹性元件的维间耦合会给传感器带来非线性误差,采用极限学习机算法进行标定解耦可以有效提高传感器的测量精度。但传统极限学习机非线性解耦算法精度较低... 详细信息

六维加速度传感器的高精度测量可有效提高底盘防倾翻控制系统的控制效果,但并联式弹性元件的维间耦合会给传感器带来非线性误差,采用极限学习机算法进行标定解耦可以有效提高传感器的测量精度。但传统极限学习机非线性解耦算法精度较低,使用麻雀搜索算法可以获得极限学习机的最佳初始权值、阈值。同时,将最大类间方差法融入到麻雀算法优化的极限学习机中,可以探索六维加速度传感器固有耦合关系,把传统极限学习机黑箱模型转换为灰箱模型,从而提出一种麻雀搜索优化灰箱极限学习机(sparrow search algorithm-gray box-extreme learning machine, SSA-GB-ELM)的解耦算法。通过实验验证,使用该算法的并联式六维加速度传感器非线性解耦精度显著提高,Ⅰ类误差最大为0.023%,Ⅱ类误差最大为0.046%,解耦时间为1.095 s,可以高效解决六维加速度传感器非线性耦合问题。

关键词：非线性解耦六维加速度传感器极限学习机麻雀搜索算法最大类间方差

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柔性关节机器人非线性解耦控制

控制理论与应用 1996年第3期13卷 366-370页

作者：胡建元王敏黄心汉华中理工大学自动控制系

本文提出了一种柔性关节机器人模型的非线性解耦控制规律，并给出了全局线性化系统的变换方程．

关键词：机器人非线性解耦柔性关节机器人

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基于DRNN整定的非线性解耦机炉协调控制

电站系统工程 2006年第6期22卷 56-57,60页

作者：黄超徐向东清华大学热能工程系

针对工况大范围变化下单元机组协调控制的安全性与经济性要求,为了克服单元机组的非线性特性以及强耦合特性,结合精确反馈线性化的思想,设计用于机炉协调控制的非线性解耦PI控制器,同时利用DRNN在线动态整定PI控制器参数。仿真结果表明... 详细信息

针对工况大范围变化下单元机组协调控制的安全性与经济性要求,为了克服单元机组的非线性特性以及强耦合特性,结合精确反馈线性化的思想,设计用于机炉协调控制的非线性解耦PI控制器,同时利用DRNN在线动态整定PI控制器参数。仿真结果表明该控制器能在不同运行工况下取得满意的控制效果,同时具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,能够快速跟踪负荷给定变化。

关键词：热工过程单元机组非线性解耦 DRNN

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导弹交流电动舵机的非线性解耦控制与仿真

计算机仿真 2010年第1期27卷 98-101页

作者：赵玲孙育红高原西北工业大学陕西西安710072 西安翻译学院陕西西安710105

针对交流电动舵机系统非线性,多变量和强耦合的特性,提出了一种基于微分几何方法和变结构控制理论的非线性解耦控制方法。建立了交流电动舵机的非线性模型,利用微分几何理论,通过对系统进行微分同胚变换和反馈变换,实现了非线性系统的... 详细信息

针对交流电动舵机系统非线性,多变量和强耦合的特性,提出了一种基于微分几何方法和变结构控制理论的非线性解耦控制方法。建立了交流电动舵机的非线性模型,利用微分几何理论,通过对系统进行微分同胚变换和反馈变换,实现了非线性系统的精确线性化和输入/输出解耦,并针对电动舵机系统参数摄动和负载扰动的特点,利用指数趋近律设计了电动舵机的变结构控制器。仿真结果表明不仅可以有效地实现交流电动舵机系统的非线性解耦,具有良好的静、动态特性。

关键词：交流电动舵机微分几何非线性解耦变结构控制