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切换线性系统的暂态性能优化

系统科学与数学 2019年第2期39卷 266-277页

作者：孙振东中国科学院数学与系统科学研究院系统控制重点实验室北京100190

研究切换自治线性系统在切换镇定前提下的暂态性能优化.给出系统超调和调节时间的定义,提出基于分路径状态反馈切换的局部暂态优化的设计算法,获得暂态性能估计.

关键词：切换线性系统暂态性能超调量调节时间分路径状态反馈

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不确定切换线性系统状态和未知输入估计方法

控制与决策 2015年第12期30卷 2247-2252页

作者：杨俊起陈滟涛朱芳来卜旭辉河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454000 同济大学电子与信息工程学院上海201804

针对具有未知输入的不确定切换线性系统,在平均驻留时间切换下,讨论其状态和未知输入估计方法.通过等价变换解耦切换系统的未知输入,以构造降维切换系统.进而,设计切换观测器实现对原系统的状态估计,并求解具有线性矩阵不等式限制的最... 详细信息

针对具有未知输入的不确定切换线性系统,在平均驻留时间切换下,讨论其状态和未知输入估计方法.通过等价变换解耦切换系统的未知输入,以构造降维切换系统.进而,设计切换观测器实现对原系统的状态估计,并求解具有线性矩阵不等式限制的最优化问题,得到观测器存在的充分条件.在基于函数微分数值解方法求得系统输出微分的基础上,提出一种切换系统未知输入的估计方法.最后通过一个数值实例验证了所提出方法的有效性.

关键词：切换线性系统降维切换观测器平均驻留时间未知输入观测器

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一类离散时间切换线性系统的无差拍控制

控制理论与应用 2019年第11期36卷 1844-1849页

作者：原华丽孙振东烟台大学数学与信息科学学院山东烟台264000 中国科学院数学与系统科学研究院系统控制重点实验室北京100190

研究一类带多控制器和多传感器离散时间线性系统的无差拍控制.对能控系统,通过适当的状态坐标变换获得系统矩阵的块三角结构,再设计状态反馈和周期切换策略使得状态反馈矩阵在有限周期内为零,从而保证闭环系统的无差拍稳定.进一步,对能... 详细信息

研究一类带多控制器和多传感器离散时间线性系统的无差拍控制.对能控系统,通过适当的状态坐标变换获得系统矩阵的块三角结构,再设计状态反馈和周期切换策略使得状态反馈矩阵在有限周期内为零,从而保证闭环系统的无差拍稳定.进一步,对能观系统,设计具有有限时间精确估计的动态输出反馈,通过适当的周期切换策略实现闭环系统的无差拍稳定.最后,给出一个例子以验证所提设计方法的有效性.

关键词：切换线性系统无差拍控制能控性能观性反馈镇定

基于切换线性系统平衡实现的Boost变换器模型降阶

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电机与控制学报 2023年第7期27卷 67-76页

作者：吴兵王学梅康龙云华南理工大学电力学院广东广州510000

针对电力电子系统经线性化处理后可看成具有多个线性子系统的切换线性系统的模型降阶问题,提出了一种切换线性系统的模型降阶方法。对切换线性系统若直接采用传统线性系统模型降阶法降阶,将无法保证降阶后系统的稳定性和保留原系统的主... 详细信息

针对电力电子系统经线性化处理后可看成具有多个线性子系统的切换线性系统的模型降阶问题,提出了一种切换线性系统的模型降阶方法。对切换线性系统若直接采用传统线性系统模型降阶法降阶,将无法保证降阶后系统的稳定性和保留原系统的主要特征。首先依据切换线性系统平衡实现理论得到的模型降阶方法,对切换线性子系统的可控和可观格莱姆矩阵分别取平均,得到一个新的平衡变换矩阵;然后以平衡变换矩阵对子系统分别进行平衡变换得到新的平衡系统;再根据平衡系统的Hankel奇异值大小,保留平衡系统中的关键状态变量进行平衡截断,得到降阶后的系统。最后以含寄生参数的Boost实际电路为例,基于所提降阶算法建立其降阶模型,通过仿真分析验证了所提降阶算法的有效性与准确性。

关键词：电力电子变换器切换线性系统平衡实现格莱姆矩阵 Hankel奇异值模型降阶

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基于切换线性系统理论的DC-DC变换器控制系统的能控性和能达性

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中国电机工程学报 2004年第12期24卷 165-170页

作者：胡宗波张波邓卫华张涌萍华南理工大学电力学院广东省广州市510640

该文将电力电子电路视为一类混杂动态系统,尝试在DC-DC变换器控制系统研究中引入切换线性系统的概念和理论。将基本DC-DC变换器建立为切换线性模型,由此提出DC-DC变换器能控性和能达性等基本控制特性,为DC-DC变换器控制系统的优化控制... 详细信息

该文将电力电子电路视为一类混杂动态系统,尝试在DC-DC变换器控制系统研究中引入切换线性系统的概念和理论。将基本DC-DC变换器建立为切换线性模型,由此提出DC-DC变换器能控性和能达性等基本控制特性,为DC-DC变换器控制系统的优化控制和其它控制策略的实现提供理论依据。以Buck变换器控制系统设计为例进行仿真验证,分析了能控性和能达性研究的理论意义。该文的研究还表明,研究方法也适应于其它电力电子电路能控性和能达性的研究。

关键词：能达性切换线性系统 DC-DC变换器电力电子电路控制系统 Buck变换器控制特性仿真验证动态系统控制策略

离散时间切换线性系统的最小状态超调设计（英文）

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控制理论与应用 2017年第2期34卷 260-264页

作者：程福亨孙振东华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640 中国科学院数学与系统科学研究院系统控制重点实验室北京100190

本文探讨离散时间切换线性系统的最小状态超调设计问题.对有限时长情形,给出基于穷尽搜索的构造性算法,并采用降价法提高计算效率.对无限时长情形,给出基于分段总汇的次优设计方案.

关键词：切换线性系统状态超调最优化

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输入矩阵定常型切换线性系统的能控性

同济大学学报（自然科学版） 2010年第4期38卷 586-588页

作者：徐志宇许维胜吴启迪同济大学电子与信息工程学院上海201804

重新考察一类切换线性系统的能控性,这类系统具有不同的系统矩阵和相同的输入矩阵.研究发现文献导出的必要充分条件为假命题,该判据只适用于2阶系统,对于3阶及以上系统其必要性不一定成立.并证明第一不变子空间只是能控状态集的真子集,... 详细信息

重新考察一类切换线性系统的能控性,这类系统具有不同的系统矩阵和相同的输入矩阵.研究发现文献导出的必要充分条件为假命题,该判据只适用于2阶系统,对于3阶及以上系统其必要性不一定成立.并证明第一不变子空间只是能控状态集的真子集,而非其全体.最后通过1个反例对结论予以验证.

关键词：切换线性系统输入矩阵定常能控性能控状态集必要充分条件

输入矩阵定常的切换线性系统的能控性和能达性

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华南理工大学学报（自然科学版） 2004年第6期32卷 14-17页

作者：胡宗波张波邓卫华华南理工大学电力学院广东广州510640

针对一类具有不同系统矩阵和相同输入矩阵的切换线性系统,证明了系统能控性和能达性的充要条件,同时给出具有不同输入矩阵和相同系统矩阵的切换线性系统能控性和能达性的充要条件,指出两类切换线性系统能控性和能达性充要条件是对偶的.... 详细信息

针对一类具有不同系统矩阵和相同输入矩阵的切换线性系统,证明了系统能控性和能达性的充要条件,同时给出具有不同输入矩阵和相同系统矩阵的切换线性系统能控性和能达性的充要条件,指出两类切换线性系统能控性和能达性充要条件是对偶的.对于上述两类切换线性系统,分别给出一个例子,并分析系统的能控性和能达性.

关键词：切换线性系统能控性能达性

基于切换线性系统的DC-DC变换器矩阵系数多项式描述模型

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中国电机工程学报 2006年第21期26卷 65-70页

作者：杜贵平张波张涌萍胡宗波邓卫华广州电器科学研究院广东省广州市510300 华南理工大学电力学院广东省广州市510640

该文将DC-DC变换器视为一类典型的混杂动态系统,即切换线性系统,引入切换线性系统的一种新的数学建模方法——矩阵系数多项式插值建模法对基本的DC-DC变换器进行建模。建立了DC-DC变换器线性切换系统的连续部分与离散部分联系的显式描... 详细信息

该文将DC-DC变换器视为一类典型的混杂动态系统,即切换线性系统,引入切换线性系统的一种新的数学建模方法——矩阵系数多项式插值建模法对基本的DC-DC变换器进行建模。建立了DC-DC变换器线性切换系统的连续部分与离散部分联系的显式描述形式,得到一个离散变量与连续变量直接相互作用的数学模型。该矩阵系数多项式模型从某种程度上更深入地揭示了DC-DC变换器切换线性系统的运行本质,并且对系统的性能分析产生一定的作用。稳态分析和瞬态闭环仿真的结果均验证了该新型模型的实用性。

关键词：电力电子切换线性系统 DC-DC变换器建模