变结构控制理论问题及在有源电网调节器中的应用研究

摘要

该文根据变结构控制理论的研究现状以及工程应用对变结构控制理论研究所提出的新要求,对有源电网调节器和一类传统的带有继电器型的伺服电机模型进行了深入研究和探讨,并给出了相应的研究结果.该文主要研究工作概括如下:1.提出了一种基于控制趋近律的模糊变结构控制策略.针对串联型有源电网调节器运用变结构控制策略,调节电力电子开关模式,以获得预期的平衡电压,对串联型有源电网调节器提出了模糊积分变结构控制方法,使串联型有源电网调节器既保持了常规滑模控制强鲁棒性的优点,又减弱了滑模控制的抖振,提高了系统的稳态精度,使系统具有良好的动态和静态性能,仿真试验表明该控制策略是一种十分有效的控制方法.2.针对一类并联型有源电网调节器在分析系统数学模型和控制目标的基础上,提出了模糊滑模控制策略,避免了传统控制方法中复杂的谐波电流计算,实现对电源电流的闭环控制,该算法简单、易于实现,仿真结果证实了变结构滑模控制的有效性.3.针对一类带位置、时间滞后的继电器型伺服系统,分析其产生抖动的原因,并在此基础上提出了改善一种特定的带有继电器的伺服电机模糊控制策略,在继电器空间滞后区改变控制作用时间的大小,在靠近平衡点附近引入自由运动(控制量为零).该控制算法对削弱带有继电器的伺服电机变结构控制系统所固有的抖振具有良好的效果.4.研究了线性定常离散系统、离散不确定系统、滞后离散确定系统变结构控制策略.对离散滑模变结构控制的趋近律进行改进,可以使状态点到达平衡点,使其避免了系统状态点在平衡点附近的抖振.同时对不确定性离散变结构系统和时间滞后不确定系统进行了分析;最后用离散变结构控制方法对串联型有源电网调节器进行控制.仿真结果证明了该控制策略的有效性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1变结构控制理论的提出

1.2变结构控制系统的介绍

1.3变结构控制系统的趋近律和抖振

1.3.1趋近运动

1.3.2系统抖振

1.4有源电网调节器概况

1.4.1有源电网调节器的发展

1.4.2有源电网调节器的结构

1.4.3有源电网调节器的检测和控制技术

1.4.4有源电网调节器的优缺点

1.5论文的主要研究内容

1.6参考文献

第二章具有扰动的变结构系统性质与模糊控制器设计

2.1具有扰动的变结构系统性质

2.2变结构系统的设计

2.2.1切换函数设计

2.2.2变结构控制律设计

2.2.3模糊控制器设计

2.3本章小结

2.4参考文献

第三章串联有源电网调节器的模糊变结构控制

3.1串联有源电网调节器的工作原理

3.2串联有源电网调节器的数学模型

3.3变结构控制器设计

3.4等效连续控制

3.5变结构控制系统抗干扰性和稳定性分析

3.5.1变结构控制系统抗干扰性分析

3.5.2变结构控制系统稳定性分析

3.6积分滑模控制器设计

3.7模糊变结构控制器设计

3.8仿真实验

3.9本章小结

3.10参考文献

第四章并联有源电网调节器的模糊变结构控制

4.1引言

4.2并联有源电网调节器的工作原理

4.3并联有源电网调节器的数学模型

4.4变结构控制器设计

4.5变结构可达性范围分析

4.6等效连续控制

4.7变结构控制系统抗干扰性和稳定性分析

4.7.1变结构控制系统抗干扰性分析

4.7.2变结构控制系统稳定性分析

4.8模糊变结构控制器设计

4.9仿真实验

4.10本章小结

4.11参考文献

第五章继电系统的模糊变结构控制

5.1引言

5.2一类带有继电器型控制系统

5.3传统的继电系统变结构控制分析

5.4模糊变结构控制器设计

5.5仿真实验

5.6本章小结

5.7参考文献

第六章离散变结构控制系统控制策略改进及应用

6.1引言

6.2线性连续系统离散化

6.3离散系统的变结构控制

6.3.1到达条件

6.3.2等效控制

6.4抖振原因分析

6.5改进的离散变结构控制方案

6.5.1改进方案一

6.5.2改进方案二

6.5.3改进方案三

6.5.4问题讨论

6.6不确定离散系统变结构控制

6.7滞后离散确定系统变结构控制

6.8改进离散变结构趋近律在串联有源电网调节器的应用

6.8.1离散变结构控制

6.8.2等效控制

6.8.3稳定性分析

6.8.4仿真实验

6.9本章小结

6.10参考文献

总结与展望

攻读博士学位期间发表的学术论文

致谢