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工业信息物理系统间隙DoS攻击的自适应事件触发稳定控制

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华南理工大学学报（自然科学版） 2023年第3期51卷 146-156页

作者：孙子文刘加磊江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214122

针对具有间隙拒绝服务(DoS)攻击的工业信息物理系统(ICPS),研究一种基于观测器的自适应事件触发稳定控制方案。首先构造一个观测器估计系统状态,并采用一种新的自适应事件触发通信方案以节约网络资源;然后通过受频率和持续时间限制的间... 详细信息

针对具有间隙拒绝服务(DoS)攻击的工业信息物理系统(ICPS),研究一种基于观测器的自适应事件触发稳定控制方案。首先构造一个观测器估计系统状态,并采用一种新的自适应事件触发通信方案以节约网络资源;然后通过受频率和持续时间限制的间隙DoS攻击对ICPS的影响建立攻击模型,将受到DoS攻击的ICPS划分为DoS攻击活跃期系统和DoS攻击休眠期系统,并用一些过去成功触发状态重构当前受到攻击的状态,得到基于动态估计器的攻击补偿机制,保证系统在DoS攻击活跃期间的渐进稳定;最后运用分段Lyapunov泛函方法、Jensen’s不等式和Schur补引理,得到系统的稳定条件,并提出自适应事件触发参数、观测器增益和控制器增益的协同设计方案。用间歇反应器系统模拟间隙DoS攻击下基于自适应事件触发的ICPS系统稳定性能。仿真结果表明,自适应事件触发策略和基于动态估计器的补偿机制不仅能够提升系统的稳定性,还能有效降低数据传输的次数,系统在静态事件触发策略下的触发次数大约是在自适应事件触发策略下的4.5倍。

关键词：工业信息物理系统间隙拒绝服务攻击自适应事件触发稳定控制状态重构观测器

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计及频率耦合效应的并网逆变器稳定控制研究

电网技术 2023年第8期47卷 3280-3288页

作者：王晓寰杨爱华刘洋赵晓君河北省电力电子传动及节能控制重点实验室(燕山大学) 河北省秦皇岛市066004

随着可再生能源的不断发展,高比例新能源发电系统和电网交互易发生次/超同步频率振荡。在弱电网下这2种频率振荡分量之间具有强耦合关系,称为频率耦合现象。此现象是由三相并网逆变器控制器中控制结构或参数不对称引发,由此诱发的频率... 详细信息

随着可再生能源的不断发展,高比例新能源发电系统和电网交互易发生次/超同步频率振荡。在弱电网下这2种频率振荡分量之间具有强耦合关系,称为频率耦合现象。此现象是由三相并网逆变器控制器中控制结构或参数不对称引发,由此诱发的频率耦合现象会影响并网系统稳定运行,放大频率振荡的影响,恶化系统的电能质量。针对上述问题,建立了基于功率外环控制的计及频率耦合效应的三相并网逆变器阻抗模型,首次给出了系统临界稳定时锁相环带宽和电流环不对称度的理论分析过程,进而推导出锁相环和电流环的参数优化方法。此外,提出了改进功率外环和锁相环结构的方法消除控制器中的不对称因素,从而抑制频率耦合的影响。通过总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)数据表明,2种方法极大削弱了频率耦合强度,提升了并网系统稳定性。最后,仿真及实验结果,验证了理论分析的正确性和提出策略的有效性。

关键词：并网逆变器频率耦合阻抗建模稳定控制

电网故障期间全功率风电机组的暂态同步稳定控制策略

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中国电机工程学报 2022年第16期42卷 5935-5947页

作者：曾平张琛李征东华大学信息科学与技术学院上海市松江区201620 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

锁相环的非线性动力学行为可能会导致全功率风电机组在电网故障期间出现暂态同步稳定问题,而此类问题与故障后系统的平衡点及其性质密切相关。首先建立基于锁相环的非线性降阶模型,利用等面积法揭示电网故障期间网侧电压源型变流器暂态... 详细信息

锁相环的非线性动力学行为可能会导致全功率风电机组在电网故障期间出现暂态同步稳定问题,而此类问题与故障后系统的平衡点及其性质密切相关。首先建立基于锁相环的非线性降阶模型,利用等面积法揭示电网故障期间网侧电压源型变流器暂态失稳的机理。分析系统的初始状态及故障状态下平衡点的暂态同步稳定性影响,并在此基础上,系统地提出电网故障期间有功、无功电流注入边界条件,从而形成3种不同目标导向的稳定控制策略。满足该边界条件的有功、无功电流注入,将能保证系统故障期间的暂态同步稳定性。最后在MATLAB/Simulink软件上搭建全功率风电机组的仿真模型,相关仿真案例验证了理论分析和所提基于电流注入边界限制的稳定控制策略的有效性。

关键词：全功率风电机组锁相环暂态同步稳定性电压源型变流器等面积法稳定控制

狭小空间匍匐式四足机器人的稳定行走控制及运动策略

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科学通报 2021年第33期66卷 4334-4344页

作者：韩耀辉段晋军王周义王炳诚郭策戴振东南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所南京210016

现代装备日益庞大、复杂,各分系统和模块间形成大量结构形状复杂的狭小空间,检测此类狭小空间内的设备状态对保障系统安全、降低运营成本具有重要意义.受壁虎能够在狭小空间顺利攀爬运动的启发,我们发明了仿壁虎匍匐运动机构和黏附脚掌... 详细信息

现代装备日益庞大、复杂,各分系统和模块间形成大量结构形状复杂的狭小空间,检测此类狭小空间内的设备状态对保障系统安全、降低运营成本具有重要意义.受壁虎能够在狭小空间顺利攀爬运动的启发,我们发明了仿壁虎匍匐运动机构和黏附脚掌,这种机器人在狭小空间,特别是宽度受限空间的运动稳定性为机器人运动规划的核心问题.本文研究宽度受限情况下匍匐式四足机器人的运动稳定性,作为对比,同时研究非受限情况下匍匐四足机器人的稳定运动设计.本文提出了一种保障运动稳定的重心轨迹规划方法,结合纵向稳定裕度和静态稳定区域方法,使用双支撑三角形减少支撑区域的约束条件,保留前向边界和后向边界的稳定裕度计算以简化步骤,提高了稳定裕度计算和重心轨迹规划的效率;提出在宽度受限情况下匍匐式四足机器人的运动策略,四肢向内收拢适应宽度受限约束,分析受限宽度下机器人的稳定裕度和最大步长.实验验证了该机器人在受限空间前向和横向运动的稳定性及运动控制方法.

关键词：宽度受限狭小空间稳定控制运动策略纵向稳定裕度静态稳定区域

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坚硬顶板切顶成巷结构演化与稳定控制机理

采矿与安全工程学报 2021年第4期38卷 766-773页

作者：杨红运李勇刘延保曹树刚潘瑞凯王辉王波陈相赵小龙重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中国石化胜利油田分公司山东东营257000

为深入了解坚硬顶板切顶成巷结构演化过程及稳定控制机理,采用物理试验、连续-非连续介质模拟试验、力学分析开展研究。结果表明:切割顶板在采空区侧形成长悬臂梁结构,切割端首先旋转下沉,未切割端首先破断,当切割端顶板触底后,切割顶... 详细信息

为深入了解坚硬顶板切顶成巷结构演化过程及稳定控制机理,采用物理试验、连续-非连续介质模拟试验、力学分析开展研究。结果表明:切割顶板在采空区侧形成长悬臂梁结构,切割端首先旋转下沉,未切割端首先破断,当切割端顶板触底后,切割顶板沿中部断裂;切顶扰动对采空区顶板结构的影响主要集中在切割顶板岩层,对上覆岩层结构影响较小;切割顶板在巷道上方形成短悬臂梁结构,进一步变形后在煤体深部产生垂直张拉裂缝,然后向采空区旋转变形,并与采空区垮落切割顶板接触,形成平衡结构;切顶高度及切顶角参数对平衡结构的力学作用有较大影响,当切顶角增加到一定值时,平衡结构关键点之间的作用力比较接近,可满足不同部位的顶板岩体协调变形。

关键词：坚硬顶板切顶成巷结构演化稳定控制

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初速度不为零的平面欠驱动机械系统稳定控制

哈尔滨理工大学学报 2024年

作者：黄自鑫侯梦毓秦翔宇王乐君武汉工程大学电气信息学院重庆邮电大学重庆市复杂系统与仿生控制重点实验室武汉纺织大学湖北省数字化纺织装备重点实验室

针对末端被动关节初速度不为零的平面多连杆欠驱动机械臂系统稳定控制问题，提出了一种基于模型降阶和开环迭代控制的控制策略。根据平面多连杆欠驱动机械臂的结构特点，采用模型降阶的方法，将原来的平面多连杆欠驱动系统降阶为平面虚... 详细信息

针对末端被动关节初速度不为零的平面多连杆欠驱动机械臂系统稳定控制问题，提出了一种基于模型降阶和开环迭代控制的控制策略。根据平面多连杆欠驱动机械臂的结构特点，采用模型降阶的方法，将原来的平面多连杆欠驱动系统降阶为平面虚拟两连杆欠驱动系统。根据降阶后平面虚拟两连杆欠驱动系统具有的幂零近似特性，设计了一种开环迭代控制器，控制该平面虚拟两连杆欠驱动系统到达目标状态。同时，平面多连杆欠驱动机械臂末端点也被控制到目标位置。最后，选择了不同结构参数的平面多连杆欠驱动机械臂系统进行仿真实验，实验结果验证了所提控制方法的有效性。

关键词：非线性系统平面欠驱动机械臂幂零近似模型降阶开环迭代稳定控制

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质子交换膜燃料电池输出电压稳定控制技术

电源学报 2022年第1期20卷 134-140页

作者：张庚刘国金重庆广播电视大学电子信息工程学院重庆40052 重庆大学通信工程学院重庆400000

针对现今质子交换膜燃料电池PEMFC(proton exchange membrane fuel cell)输出电压不稳定、发电效率低下等问题,提出一种对质子交换膜燃料电池输出电压稳定性进行控制的方法。通过PEMFC的热力学电动势、欧姆过电压、总极化电压等相关参数... 详细信息

针对现今质子交换膜燃料电池PEMFC(proton exchange membrane fuel cell)输出电压不稳定、发电效率低下等问题,提出一种对质子交换膜燃料电池输出电压稳定性进行控制的方法。通过PEMFC的热力学电动势、欧姆过电压、总极化电压等相关参数对PEMFC动态模型进行控制,采用模糊比例-积分-导数PID(proportional integral derivative)方法设计PEMFC输出电压模糊PID控制系统。根据梯形函数调整期望输出电压,由氢气流速控制燃料电池的输出电压,实现质子交换膜燃料电池输出电压的稳定控制。通过仿真实验验证控制技术的有效性,结果表明所提方法可有效降低PEMFC电压振荡幅度,使PEMFC电压达到稳定状态,处理时间仅为4 s,说明电池电压稳定控制技术具有高效可靠性。

关键词：质子交换膜燃料电池输出电压模糊PID 动态模型稳定控制

驱动转向复合工况分布式驱动稳定控制开发与验证

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汽车技术 2022年第3期 1-7页

作者：王德平崔金龙杨钫于长虹周泽慧中国第一汽车股份有限公司研发总院长春130013 汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室长春130013

为在驱动转向复合工况下有效抑制分布式驱动电动汽车的纵滑、侧滑,提出了一种面向驱动转向复合工况的分布式驱动稳定控制架构,设计基于横摆角速度和侧偏角跟踪控制的横摆控制策略和基于滑转率跟踪控制的驱动防滑控制策略,同时根据转向... 详细信息

为在驱动转向复合工况下有效抑制分布式驱动电动汽车的纵滑、侧滑,提出了一种面向驱动转向复合工况的分布式驱动稳定控制架构,设计基于横摆角速度和侧偏角跟踪控制的横摆控制策略和基于滑转率跟踪控制的驱动防滑控制策略,同时根据转向稳定状态对目标滑转率进行调节,根据车辆行驶状态对横摆控制与驱动防滑控制输出扭矩进行协调优化,以实现车辆纵向、侧向稳定控制。仿真测试和实车试验结果表明:所提出的控制策略能够在驱动转向复合工况下使车辆保持良好的不足转向特性和轨迹跟随能力,车辆纵滑和侧滑得到有效抑制。

关键词： :分布式驱动驱动转向稳定控制横摆控制驱动防滑控制

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车辆复合电源功率分配稳定控制策略研究

电子科技大学学报 2018年第3期47卷 376-381页

作者：王琪罗印升倪福银江苏理工学院电气信息工程学院江苏常州213001

针对混合动力电动汽车蓄电池-超级电容器复合电源功率分配问题,提出了一种基于滑模变结构和李雅普诺夫的稳定控制策略。滑模变结构控制策略的控制目标包括稳定直流母线电压和精确跟踪超级电容器电流参考值。同时,基于李雅普诺夫理论,对... 详细信息

针对混合动力电动汽车蓄电池-超级电容器复合电源功率分配问题,提出了一种基于滑模变结构和李雅普诺夫的稳定控制策略。滑模变结构控制策略的控制目标包括稳定直流母线电压和精确跟踪超级电容器电流参考值。同时,基于李雅普诺夫理论,对闭环控制系统进行了稳定性分析。在ADVISOR仿真环境下进行仿真研究,并搭建实验样机,进行实验研究。仿真和实验结果表明,该复合电源功率分配控制策略能很好地实现两个控制目标,控制系统实现全局渐近稳定。

关键词：混合动力电动汽车复合电源功率分配稳定控制滑模变结构