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非线性时变系统的自耦PID控制方法

控制理论与应用 2022年第2期39卷 299-306页

作者：苏杰曾喆昭长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410076

针对一类非线性时变系统的控制问题,使用了一种基于自耦PID的控制理论方法.该方法首先将时变不确定、模型不确定定义为一个扩张状态,并将非线性时变系统映射为未知线性系统;然后使用自耦PID控制方法构造了一个闭环系统;最后在复频域分... 详细信息

针对一类非线性时变系统的控制问题,使用了一种基于自耦PID的控制理论方法.该方法首先将时变不确定、模型不确定定义为一个扩张状态,并将非线性时变系统映射为未知线性系统;然后使用自耦PID控制方法构造了一个闭环系统;最后在复频域分析了闭环系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.理论分析与仿真结果都表明了本文控制方法具有良好的动态品质和稳态性能,在未知复杂系统控制领域具有广泛的应用前景.

关键词：非线性时变系统自耦PID控制自适应速度因子鲁棒稳定性

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李雅普诺夫函数优化:正交矩阵构造方案

控制理论与应用 2023年第6期40卷 1097-1104页

作者：刘秀翀王占山东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819

本文研究了李雅普诺夫函数的优化问题.提出了一种正交矩阵构造方案,用于求解黎卡提不等式中的最优李雅普诺夫函数.通过分析系统H_(∞)范数的几何特征,本文将黎卡提不等式转换为近似等式,进而给出了最优李雅普诺夫函数的存在条件.基于所... 详细信息

本文研究了李雅普诺夫函数的优化问题.提出了一种正交矩阵构造方案,用于求解黎卡提不等式中的最优李雅普诺夫函数.通过分析系统H_(∞)范数的几何特征,本文将黎卡提不等式转换为近似等式,进而给出了最优李雅普诺夫函数的存在条件.基于所给最优李雅普诺夫函数存在条件,所提正交矩阵构造方案利用旋转变换,将非线性方程组的求解问题转换为幅值和角度的线性优化问题,进而实现李雅普诺夫函数参数的优化.研究结果弥补了目前的研究无法求解最优李雅普诺夫函数的不足,对系统性能分析和非保守控制的设计具有建设性.算例验证了所提正交矩阵构造方案的有效性.

关键词：李雅普诺夫函数黎卡提不等式线性系统鲁棒稳定性 H_(∞)范数

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鲁棒稳定性对最优二次型控制设计的约束

控制理论与应用 2015年第5期32卷 591-597页

作者：陈泳锟王元苏为洲华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640 华南理工大学自主系统与网络控制教育部重点实验室广东广州510640

高品质反馈系统中,对象的模型不确定性给最优控制设计带来许多困难.本文针对车载"动中通"天线伺服系统,研究了一种内模扩展的线性二次调节器(LQR)最优控制设计方法.根据卡尔曼等式和小增益定理,给出了系统的鲁棒稳定性对控制器设计参数... 详细信息

高品质反馈系统中,对象的模型不确定性给最优控制设计带来许多困难.本文针对车载"动中通"天线伺服系统,研究了一种内模扩展的线性二次调节器(LQR)最优控制设计方法.根据卡尔曼等式和小增益定理,给出了系统的鲁棒稳定性对控制器设计参数的约束条件,以及鲁棒稳定裕量与二次最优性能指标参数的定量关系.最后通过MATLAB仿真和实际系统实验,验证了控制器的有效性.

关键词：伺服系统内模原理 LQR最优控制鲁棒稳定性卡尔曼等式

荷载不确定移动机器人视觉伺服系统鲁棒预测控制

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控制理论与应用 2022年第2期39卷 327-335页

作者：邢科新倪伟琦何德峰浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023

考虑具有可见性约束和执行器约束的载荷不确定移动机器人视觉伺服系统,提出一种鲁棒视觉伺服预测控制策略.首先将该移动机器人视觉伺服系统建模为关于视觉伺服误差和驱动的不确定系统.其次,对约束的视觉伺服误差子系统,设计基于半正定... 详细信息

考虑具有可见性约束和执行器约束的载荷不确定移动机器人视觉伺服系统,提出一种鲁棒视觉伺服预测控制策略.首先将该移动机器人视觉伺服系统建模为关于视觉伺服误差和驱动的不确定系统.其次,对约束的视觉伺服误差子系统,设计基于半正定规划的速度规划预测控制算法.该算法分为离线计算和在线调度两个部分,降低预测控制算法的在线计算量.而对约束的视觉伺服驱动子系统,采用极小极大鲁棒预测控制算法,实现对视觉伺服误差子系统的规划速度的渐近跟踪.进一步,建立了载荷不确定移动机器人视觉伺服误差和驱动系统的鲁棒渐近稳定性结果.最后,对比仿真结果验证了本文策略的有效性和优越性.

关键词：移动机器人视觉伺服模型预测控制约束鲁棒稳定性

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具有多个时滞的积分时滞系统的稳定性分析

控制与决策 2023年第2期38卷 562-568页

作者：宋云霞周彬哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

首先,针对具有多个时滞的积分时滞系统,建立新的基于线性矩阵不等式的稳定性条件.该条件与正整数k有关,给出k=1时该条件与现有结果间的关系.该关系表明所提出条件在k?2时的保守性比现有结果小;然后,基于所提出的稳定性条件,进一步研究... 详细信息

首先,针对具有多个时滞的积分时滞系统,建立新的基于线性矩阵不等式的稳定性条件.该条件与正整数k有关,给出k=1时该条件与现有结果间的关系.该关系表明所提出条件在k?2时的保守性比现有结果小;然后,基于所提出的稳定性条件,进一步研究具有参数不确定性的积分时滞系统的鲁棒稳定性问题,建立基于线性矩阵不等式的充分条件;最后,利用所提出方法,研究具有多个离散时滞和分布时滞的积分时滞系统的稳定性问题.数值算例结果表明了所提出稳定性判据的有效性.

关键词：积分时滞系统稳定性鲁棒稳定性线性矩阵不等式

连续搅拌釜式反应器的自耦比例–积分–微分控制

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控制理论与应用 2022年第6期39卷 1065-1070页

作者：白家赞曾喆昭长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总... 详细信息

针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,并根据ACPID镇定规则建立了连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)的ACPID控制系统.理论分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明了ACPID控制系统的有效性,在CSTR稳态调节控制领域具有重要的应用价值.

关键词：连续搅拌釜式反应器不确定非线性系统自耦PID控制鲁棒稳定性抗扰动鲁棒性

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堆芯功率的自耦PID控制策略研究

动力工程学报 2023年第11期43卷 1494-1499,1530页

作者：卢元煦曾喆昭唐立军白家赞长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410076

针对堆芯功率的非线性控制问题,提出了一种自耦PID(SCPID)功率控制方法。该方法将系统内部所有已知或未知复杂因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,进而设计了基于SCPID控制理论的堆芯功率控制系统,并... 详细信息

针对堆芯功率的非线性控制问题,提出了一种自耦PID(SCPID)功率控制方法。该方法将系统内部所有已知或未知复杂因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,进而设计了基于SCPID控制理论的堆芯功率控制系统,并在复频域对闭环控制系统的稳定性进行严格的数学分析和证明。结果表明:与其他方法相比,SCPID控制方法简单高效,在堆芯功率系统控制领域具有实际应用价值。

关键词：堆芯功率自耦PID控制鲁棒稳定性抗扰动鲁棒性

基于ACPI的风力发电系统MPPT控制方法

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电力系统保护与控制 2021年第18期49卷 119-127页

作者：苏杰曾喆昭长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410076

针对直驱永磁同步风力发电系统存在非线性、参数不确定性以及转矩扰动等问题,研究了一种基于自耦PI控制理论的最大功率跟踪控制方法。该方法以转速跟踪为目标,将发电机内部动态与外部输入转矩的不确定性定义为一个总和扰动,从而将非线... 详细信息

针对直驱永磁同步风力发电系统存在非线性、参数不确定性以及转矩扰动等问题,研究了一种基于自耦PI控制理论的最大功率跟踪控制方法。该方法以转速跟踪为目标,将发电机内部动态与外部输入转矩的不确定性定义为一个总和扰动,从而将非线性不确定系统映射为未知线性系统,并构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统。据此设计了基于误差速度因子的自耦PI控制器模型,理论分析了自耦PI闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰鲁棒性。仿真结果表明了该控制方法能稳定保持最大功率系数,在风力发电系统的最大功率跟踪领域具有良好的应用前景。

关键词：风力发电最大功率跟踪自耦PI控制总和扰动鲁棒稳定性

基于改进自耦比例积分的直流微电网母线电压控制

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电力工程技术 2022年第4期41卷 44-50页

作者：周蔚粟时平苏杰王思尹长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

针对直流微电网中分布式电源出力不稳定、参数摄动以及负载波动等问题,文中以三相AC/DC换流器为主体,提出了一种具有强抗扰能力的改进自耦比例积分(ACPI)母线电压跟踪控制方法。首先,将直流微电网内部动态和外部扰动的不确定性定义为一... 详细信息

针对直流微电网中分布式电源出力不稳定、参数摄动以及负载波动等问题,文中以三相AC/DC换流器为主体,提出了一种具有强抗扰能力的改进自耦比例积分(ACPI)母线电压跟踪控制方法。首先,将直流微电网内部动态和外部扰动的不确定性定义为一个总和扰动,从而使非线性不确定系统映射为未知线性系统;其次,构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统,据此设计了基于改进自适应速度因子的ACPI控制器模型,有效抑制了母线电压波动,提高了系统的动态响应速度;最后,理论分析了ACPI闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰鲁棒性,并搭建了仿真模型进行验证。针对不同工况下直流母线电压跟踪的仿真结果表明,文中控制方法响应速度快,抗扰能力强,对于直流母线电压波动具有良好的稳定效果。

关键词：直流微电网三相AC/DC换流器自耦比例积分控制自适应速度因子总和扰动鲁棒稳定性