多机电力系统的神经滑模励磁控制

电力是现代人类社会必不可少的部分,为了满足人类生活需要和经济发展,电力系统的稳定运行至关重要。本文结合自适应Backstepping方法和RBF神经网络,设计神经滑模励磁控制器,在Matlab/Simulink上进行仿真。为了验证控制器效果,加入三相短路故障,仿真结果表明了设计的神经滑模励磁控制器可以有效地提高系统稳定性,具有良好的鲁棒性。     

变论域自适应模糊PID控制器的设计与仿真

针对PID控制器对模型依赖性强、参数整定困难,动态调整范围较小等不足,在增益调整型模糊PID控制器的基础上,引入变论域思想,根据系统响应各阶段误差e、误差变化ec运行轨迹,设计了一个论域伸缩因子自适应调整机构,在线调整系统运行各个阶段的输入输出变量与模糊子集的映射关系,实现论域随着系统的控制要求进行伸缩变化,改善了系统的动态特性和稳态精度,提高了系统的动态调节能力。对一典型二阶系统的仿真结果表明:该模糊PID控制器具有超调小、稳态精度高、动态调节能力强的特点。     

变论域模糊PID控制在水下输送艇控制中的应用磁

水下输送艇是一种在水下长距离运输人员的载人潜水器,具长有航程和高航速的特点,控制对象具有高度非线性、强耦合和时变性的特点,常规P ID控制器的控制效果不是十分理想。论文针对水下输送艇的研制,将变论域模糊控制和PID控制结合起来,设计了变论域模糊PID控制器,模糊论域可以根据输入输出量的变化进行伸缩,对PID参数进行更优化的在线调整。论文建立了水下输送艇的水平面和垂直面运动数学模型,介绍了变论域模糊 PID控制器的设计方法和伸缩因子的选择方法。M atlab仿真结果表明这种控制方法具有更强的自适应能力。     

一类复合MRACS在舰炮随动系统中的应用

舰炮随动系统的快速性,稳定性和控制精度是影响舰炮武器系统作战性能的重要因素。针对舰炮随动系统参数时变性和负载干扰大对其快速性,稳定性和准确性的影响,设计了一种神经网络直接模型参考自适应控制器,建立了该控制器的仿真模型,并以某型舰炮为例进行了计算机仿真。结果表明该复合控制器调节时间短、控制精度高、鲁棒性强。该类控制器能够在舰炮随动控制中获得良好的控制性能。     

船舶电力系统恒功率负载稳定性仿真研究

根据恒功率负载对船舶电力系统的稳定性的影响,探索影响系统稳定性的因素.通过分析恒功率负载的特性及实现方法并建立系统船舶电力系统带恒功率负载系统的Matlab/Simulink模型,研究了启动、突加、突减负载和短路等不同工况下恒功率负载对船舶电力系统稳定性的影响进行了验证.通过研究,确定了系统稳定性的因素,为未来船舶的电力系统的设计提供参考.     

变摩擦负载下舰炮伺服系统自抗扰控制研究

非线性、时变摩擦力是影响舰炮伺服系统低速稳定性的主要因素,为了克服摩擦力矩的不良影响,弥补传统控制策略的不足,提高伺服系统的控制性能。首先建立某型舰炮伺服系统的数学模型,并在LuGre摩擦模型的基础上引入摩擦系数来表达摩擦力的变化趋势;然后根据系统特性设计一种基于前馈补偿和模型参考线性自抗扰技术的复合器控制器,最后通过仿真实验对比分析该复合控制器和传统前馈PID控制器的控制效果。仿真结果表明,该控制器在不同的摩擦负载下均能有效避免爬行现象,与前馈PID控制效果相比启动误差减小70%以上,有效提高了系统的低速稳定性和控制精度。     

携行外骨骼自适应虚拟力矩控制研究

在深入分析人的行为特征以及携行系统虚拟力矩控制机理的基础上,设计了非线性自适应控制器来克服摩擦及系统不确定性等非线性因素的影响。基于李亚普诺夫稳定性原理设计了自适应虚拟力矩控制器,并将其应用于下肢外骨骼的运动控制,理论分析及仿真结果证明了此控制方案的可行性及有效性。     

PID智能模糊自整定控制器在SG水位控制中的应用

为提高蒸汽发生器水位控制效果,设计一种基于模糊控制原理的模糊PID参数自适应控制器,根据偏差和偏差变化率来实时调整参数,水位控制实验结果表明,这种模糊控制器比常规PID控制器有更好的控制效果,明显改善了系统的动态性能和稳态性能。     

船舶航向自适应控制系统研究

本文设计并模拟船舶航向自适应控制器,用于解决传统航向控制非线性系统在复杂环境下控制效果差的问题.控制器的系数可由Matlab LMI工具箱计算得出,针对航向控制非线性系统,采用自适应控制方法设计控制器,该方法可以保证船舶航向控制系统的全局有界性.最后针对实船验证,仿真结果表明该控制器性能良好,控制方法有效.     

基于自适应神经网络滑模控制的常压潜水装具航向控制器设计

针对常压潜水装具的航向控制,设计了基于自适应神经网络的滑模航向控制器。详细介绍了控制器的设计过程,并利用Lyapunov稳定性判据,证明了系统存在着参数不确定性、时变项和外干扰时的稳定性。通过仿真,验证了该控制器在常压潜水装具(ADS)航向控制方面具有良好的控制性能。     

基于自适应Backstepping方法的舰船电力系统混沌控制

将自适应Backstepping方法运用到舰船电力系统的混沌运动的控制中,可以将混沌系统稳定在平衡点,从而达到对船舰电力系统混沌运动的有效控制。根据船舰电力系统应用模型,该文设计了自适应控制器,当舰船电力系统处于混沌运动时该控制器自动开启。数字仿真表明该方法能够达到迅速抑制混沌的目的。     

基于模糊算法的船用风力发电机MPPT快速响应控制

针对船用风力发电机快速响应控制问题,采用传统控制方法受到内部环境和人为因素影响,导致控制效果较差,提出了基于模糊算法的船用风力发电机MPPT快速响应控制。根据船用风力发电机MPPT结构,分析MPPT快速响应工作原理,利用大量实际数据归纳总结出控制规则,可快速响应船舶外部环境变化,采用双输入单输出控制方式,将输入输出量转化为模糊集论域,使用三角隶属度函数来表示各个变量,由此完成船用风力发电机MPPT快速响应控制。通过实验结果可知,该方法最高控制效果可达到98%,可达到有效控制风力发电机振动的目的。     

近水面AUV自适应输出反馈控制器设计

近水面航行的自治水下机器人(AUV)受到较强的波浪干扰,此干扰可进入测量输出信号,影响AUV的实际位置和姿态。若此干扰进入控制设计环节,必然增大控制输出,降低控制精度、浪费燃料,严重时可破坏驱动装置。针对此问题,设计了自适应输出反馈控制器,用以实现强干扰下的AUV水平面轨迹跟踪控制。首先设计观测器将系统输出信号中的干扰过滤掉,使其无法进入控制设计环节。然后采用局部逼近的径向基神经网络对不确定水动力系数和径向、横向及艏向角速度耦合产生的非线性结构进行补偿。利用Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的稳定性。仿真实验表明控制器对粘性阻尼系数和未知非线性结构具有很好的自适应性;对附加质量不确定性和干扰的变化有很强的鲁棒性。     

船用永磁同步电机参考模型自适应模糊控制研究

随着交流电机控制技术的快速发展,传统的船用电机PI控制无论是精度还是鲁棒性都已不能满足要求,而非线性间接参考模型自适应模糊控制,是通过在线实时调节自适应参数来满足被控对象的输出渐进跟踪参考模型的输出,以达到一定的控制性能。模糊控制并不需要被控对象的精确数学模型,利用模糊系统的万能逼近特性构造未知函数,再根据跟踪误差和误差变化率等信息,构造出被控对象的等效控制器。将其这些特性应用到永磁同步电机控制中,并采用Lyapunov稳定性分析理论设计出间接型自适应模糊控制器,对永磁同步电动机调速系统进行控制。仿真结果表明:系统在控制性能和适应性、鲁棒性等方面优点显著。     

一类复合模糊控制器在舰炮随动系统中的应用

舰炮随动系统的快速性,稳定性和控制精度是影响舰炮武器系统作战性能的重要因素。针对舰炮随动系统参数时变性和负载干扰大对其快速性,稳定性和准确性的影响,设计了一种P＋FUZZY-PI复合控制器。建立了该控制器的仿真模型,并以某型舰炮为例,分别采用传统PID控制器和P＋FUZZY-PI复合控制器进行了计算机仿真。通过比较仿真结果,表明该复合控制器调节时间短、控制精度高、鲁棒性强。该类控制器能够在舰炮随动控制中获得良好的控制性能。     

机动平台上的铰接式结构控制

本文叙述一种机载自动炮塔系统的模型试验，系统鉴别，控制设计和测试的方法。还讨论了根据物理数据进行的非线性动态模拟，线性和非线性系统鉴别，模型有效性，控制设计，仿真，执行和试验情况。抑制射击瞬间炮管前端运动的后坐影响，可以降低射击散布。把频率相关加权值分配给输出，就可在控制器设计中利用后坐扰动的准周期特性。标准控制器能降低炮管前端的后坐响应，同时又可保证炮塔／拨叉系统的运动。动态特性的非线性部分（即空回和库伦摩擦）会大大降低线性控制器性能。本文采用以下方法对标准线性控制器进行改进：用估算器追踪炮管前端的位置，查明发射瞬间炮管前端的实际偏差，并利用已查明的值校正下一次连发炸点。在各种模型参数变化条件下，本方案非常适于非线性模拟模型。     

基于神经网络控制稳压系统在ICPT中的应用

在深海环境下,感应耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer,ICPT)系统初级、次级磁芯在受到水流冲击后会产生偏心和间隙,引起耦合系数的变化。由于系统的非线性、不确定性等因素,PID控制器使系统达到稳压状态的反应时间较长,电流超调量大,稳压效果较差,导致负载两端电压值发生波动。本文提出基于神经网络的控制算法动态调节升压电路的占空比,最终保证系统输出电压恒定,克服了PID控制器不能满足水下系统控制需要的缺点。Matlab仿真表明与PID控制器相比,神经网络控制器反应时间缩短了25 ms,电流超调量减少了3.5 A,更适合在水下应用。     

边界控制方法在DVR样机研制中的应用

动态电压恢复器（DVR）可在供电电压发生电压下陷时维持负载电压稳定,以保护敏感负载。由于在正常电力系统中,电压下陷故障出现的频率相对不高,使得DVR的利用率较低。将一种基于二阶开关平面理论的边界控制器应用于DVR系统,使其既可用于电压下陷补偿又能用于稳态下电压电能质量控制,大大提高了设备利用率。通过预测DVR逆变器的某次开关动作后,其系统状态矢量的运动轨迹可得到上述二阶开关平面。将该平面作为状态轨迹沿理想开关平面运动的上界,可约束轨迹使其趋向理想工作点。为考察其动态特性,应用上述控制器的DVR样机针对源端谐波畸变和伴有畸变的下陷电压波形进行了补偿试验。结果证实上述边界控制方案可获得优于其它一些控制策略的谐波补偿效果。     

基于L1自适应理论的AUV深度控制器设计

[目的]为抑制自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV)运动过程中水动力参数变化和复杂外界环境干扰的影响,针对AUV深度控制通道设计一种自适应控制器。[方法]首先建立AUV系统动力学模型,然后以REMUS AUV系统的纵向控制模型为被控对象设计L1自适应控制器,最后在考虑不同干扰条件下使用Matlab/Simulink对L1自适应控制器进行仿真试验,并与相同环境下PID控制器的效果进行对比。[结果]在受到强外界干扰的条件下,对比PID控制器,L1自适应控制器的控制效果更稳定。且当AUV运动模型中水动力参数发生改变时,L1自适应控制器可以保持稳定。[结论]仿真结果表明,基于L1自适应理论设计的控制器在拥有良好动态响应的同时能够保证抗干扰能力与鲁棒性。     

负载敏感液压变压器响应特性

为解决现有液压变压器输出压力不能根据负载自动调节的问题,在摆动油缸控制的斜盘柱塞式液压变压器的基础上设计了一种负载敏感液压变压器,利用AMESim软件对其进行负载敏感特性分析。结果表明,该液压变压器能够根据负载的变化自适应调节输出压力,负载敏感的稳定性和精度良好,5 MPa阶跃响应的上升时间小于0.15 s。其±1 MPa正弦响应频率大于1 Hz。