H∞鲁棒控制

摘要： 为解决电励磁直线同步电动机磁悬浮系统状态变量之间的非线性和不确定性扰动问题,提出一种磁悬浮系统H_(∞)鲁棒控制方法。由电励磁直线同步电动机磁悬浮系统的运行机理,建立电励磁直线同步电动机悬浮系统的悬浮力方程和运动方程,推导悬浮系统的状态空间模型,针对状态空间模型的非线性,在平衡工作点处对其进行线性化,将系统对扰动的抑制问题归结为H_(∞)鲁棒控制器的设计,通过解Riccati不等式的正定解,得到悬浮系统的H_(∞)鲁棒控制器。最后,采用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究,通过与PI控制比较,结果证明H_(∞)鲁棒控制方法可使电励磁直线同步电动机具有良好的抑制扰动的能力。

摘要： 基于模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC)的长链路延时引发的高频振荡严重威胁了电力系统的安全稳定运行。采用时滞稳定裕度衡量MMC-HVDC系统的高频稳定性,建立了MMC-HVDC时滞系统的高阶状态空间模型,应用基于广义特征根的时滞系统稳定性分析方法直接求解MMC-HVDC系统的时滞稳定裕度,并分析了控制器参数对系统高频稳定性的影响。将MMC-HVDC系统链路延时对系统高频稳定性的影响等效为外部干扰,通过混合灵敏度优化设计了基于H_(∞)鲁棒控制的MMC-HVDC系统高频振荡抑制策略。通过MMC-HVDC电磁暂态仿真,验证了基于广义特征根的时滞系统稳定性分析方法求解系统时滞稳定裕度的有效性以及基于H_(∞)鲁棒控制的高频振荡抑制策略的优越性,为研究MMC-HVDC系统的高频振荡及抑制策略提供了一种新思路。

摘要： 常规的储能逆变器控制策略在负荷大幅度变化时电压与功率的跟踪能力不佳,且滤波器参数发生变化时电压质量下降严重。对此提出了一种储能系统中基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的H_(∞)鲁棒控制方法,使得当储能系统运行于不同的工况下时,仍然能够满足参与电网调峰调压调频一体化的要求。分析了VSG控制的原理,建立了储能逆变器在供电台区中的系统模型,基于电网运行中存在的大扰动与建模误差等问题,通过系统结构机理建模与系统运行数据辨识建模的比较,将外界干扰和建模误差作为不确定性加权函数建立鲁棒控制器,对参考电压进行控制,使输出电压可以跟踪期望输入电压,增加系统抗干扰性能,实现储能系统对电网的高可靠供电。最后在Simulink中进行了仿真模型搭建,验证了所提控制策略的正确性与有效性。

摘要： 以电动静液作动器系统为研究对象,建立系统数学模型;针对油液弹性模量摄动设计基于H_(∞)混合灵敏度控制器;利用MATLAB/Simulink与AMESim仿真平台,搭建船舶阀门电动静液作动系统联合仿真模型。针对电动静液作动器应用于驱动船舶中线型蝶阀实际应用背景,计算中线型蝶阀不同开度下启闭总阻力矩,并拟合为连续曲线作为系统负载特性,并对控制器算法的位置跟踪性能进行仿真验证。仿真结果表明,所设计的基于混合灵敏度H_(∞)控制器位置跟踪性能显著优于PID控制器,对外部干扰有较强的鲁棒性。

摘要： 针对执行深空任务的双质量块无拖曳卫星模型复杂、控制自由度多且精度要求高的问题,提出了一种基于频域约束规范的GS/T混合灵敏度H∞鲁棒控制器快速设计方法,该方法物理意义明确,降低了无拖曳控制系统设计的复杂度.首先,推导了双质量块构型无拖曳卫星的高精度动力学模型,表明了其各回路间的强耦合特性.其次,通过设计选择矩阵以及输入解耦策略,将控制系统划分为单输入单输出的质量块无拖曳控制回路、悬浮控制回路以及航天器姿态控制回路,并建立了各回路的闭环反馈控制策略.然后,在频域结合科学性能要求与外部扰动和传感器测量噪声的频谱模型,构建了各个回路的灵敏度函数与补灵敏度函数设计规范,从而可以快速且准确地设计出符合性能要求的加权函数阵,完成了无拖曳与姿态控制系统的设计.仿真结果表明,提出的控制系统设计方法具有足够的稳定性和抗干扰能力,达到了超稳超静的无拖曳水平要求.最后结合传递函数分析,给出了进一步减小加速度噪声的工程改进思路.

摘要： 惯性平台稳定回路的控制普遍采用双闭环PID控制策略.本文在考虑到系统建模中的不确定性和负载扰动,基于数学模型,将控制器设计问题转化为H∞鲁棒控制标准型问题,通过选取适当的权函数并求解Riccati方程得到控制器参数.最后,通过实验证明所提出的H∞鲁棒控制策略具有良好的动静态性能.

摘要： 针对一类用T-S模糊模型描述的时变时滞和丢包的网络控制系统,设计使得闭环系统均方意义下指数稳定的H_(∞)鲁棒控制器,并满足所给H∞范数指标。已知丢包发生在系统前向通道末端,满足Bernoulli随机序列分布。将描述具有时变时滞和丢包特性的网络控制系统模型离散化,通过设计Lyapunov函数、构造线性矩阵不等式,证明并给出了模型有解的充分条件,通过算例来验证所给结果的有效性。

摘要： 针对一类用T-S模糊模型描述的时变时滞和丢包的网络控制系统,设计使得闭环系统均方意义下指数稳定的H∞鲁棒控制器,并满足所给H∞范数指标.已知丢包发生在系统前向通道末端,满足Bernoulli随机序列分布.将描述具有时变时滞和丢包特性的网络控制系统模型离散化,通过设计Lyapunov函数、构造线性矩阵不等式,证明并给出了模型有解的充分条件,通过算例来验证所给结果的有效性.

摘要： 为提高舰载直升机着舰任务的成功率和安全性,提出基于H∞控制算法的姿态指令姿态保持(attitude command attitude hold,ACAH)响应类型设计的方法.通过分析舰载直升机着舰时的任务科目基元及美军直升机飞行品质规范ADS-33E,选择舰载直升机在悬停进近过程中纵轴的操纵响应为ACAH响应类型,基于H∞混合灵敏度方法设计鲁棒H∞控制器,通过仿真分析验证鲁棒控制器的抗扰特性和ACAH控制效果,并进行飞行品质评定.结果表明:该设计具有较高的抗扰特性,直升机纵向操纵响应为ACAH响应类型,飞行品质达到等级一.

摘要： 在感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中,互感摄动和负载动态变化等问题严重影响着系统输出性能.本文首先基于SP-IPT系统的广义状态空间平均模型,分析了系统的开环输出特性及参数扰动影响;然后,采用互质因子分解方式对存在右半平面(RHP)零点的系统摄动模型进行了描述;在此基础上,选择并定义双自由度H∞鲁棒控制的输入输出变量,推导出所对应广义对象的状态空间实现;最后,基于计算出的双自由度H∞鲁棒控制器进行了仿真分析与实验验证.结果表明,互感及负载摄动虽然会使闭环系统对预设参考输入的跟踪性能偏离期望指标,但是双自由度H∞鲁棒控制器对稳态下的互感及负载摄动影响却具有较好的抑制作用.

摘要： 在感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中,互感摄动和负载动态变化等问题严重影响着系统输出性能.本文首先基于SP-IPT系统的广义状态空间平均模型,分析了系统的开环输出特性及参数扰动影响;然后,采用互质因子分解方式对存在右半平面(RHP)零点的系统摄动模型进行了描述;在此基础上,选择并定义双自由度H∞鲁棒控制的输入输出变量,推导出所对应广义对象的状态空间实现;最后,基于计算出的双自由度H∞鲁棒控制器进行了仿真分析与实验验证.结果表明,互感及负载摄动虽然会使闭环系统对预设参考输入的跟踪性能偏离期望指标,但是双自由度H∞鲁棒控制器对稳态下的互感及负载摄动影响却具有较好的抑制作用.

摘要： 在感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中,互感摄动和负载动态变化等问题严重影响着系统输出性能.本文首先基于SP-IPT系统的广义状态空间平均模型,分析了系统的开环输出特性及参数扰动影响;然后,采用互质因子分解方式对存在右半平面(RHP)零点的系统摄动模型进行了描述;在此基础上,选择并定义双自由度H∞鲁棒控制的输入输出变量,推导出所对应广义对象的状态空间实现;最后,基于计算出的双自由度H∞鲁棒控制器进行了仿真分析与实验验证.结果表明,互感及负载摄动虽然会使闭环系统对预设参考输入的跟踪性能偏离期望指标,但是双自由度H∞鲁棒控制器对稳态下的互感及负载摄动影响却具有较好的抑制作用.

摘要： 在感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中,互感摄动和负载动态变化等问题严重影响着系统输出性能.本文首先基于SP-IPT系统的广义状态空间平均模型,分析了系统的开环输出特性及参数扰动影响;然后,采用互质因子分解方式对存在右半平面(RHP)零点的系统摄动模型进行了描述;在此基础上,选择并定义双自由度H∞鲁棒控制的输入输出变量,推导出所对应广义对象的状态空间实现;最后,基于计算出的双自由度H∞鲁棒控制器进行了仿真分析与实验验证.结果表明,互感及负载摄动虽然会使闭环系统对预设参考输入的跟踪性能偏离期望指标,但是双自由度H∞鲁棒控制器对稳态下的互感及负载摄动影响却具有较好的抑制作用.

摘要： 针对磁悬浮平台控制系统的典型非线性迟滞系统、外部扰动和参数不确定性问题,提出了基于T-S模糊模型的模糊控制器,推证闭环系统的稳定性,通过求解线性矩阵不等式(LMI),得到满足(H∞)控制性能指标的控制器.仿真结果表明:非线性数控机床用悬浮系统在存在外部干扰扰情况下,模糊(H∞)鲁棒控制方法比PID控制方法具有更强的稳定性、鲁棒性和较快的响应速度.

摘要： 针对磁悬浮平台控制系统的典型非线性迟滞系统、外部扰动和参数不确定性问题,提出了基于T-S模糊模型的模糊控制器,推证闭环系统的稳定性,通过求解线性矩阵不等式(LMI),得到满足(H∞)控制性能指标的控制器.仿真结果表明:非线性数控机床用悬浮系统在存在外部干扰扰情况下,模糊(H∞)鲁棒控制方法比PID控制方法具有更强的稳定性、鲁棒性和较快的响应速度.

摘要： 针对磁悬浮平台控制系统的典型非线性迟滞系统、外部扰动和参数不确定性问题,提出了基于T-S模糊模型的模糊控制器,推证闭环系统的稳定性,通过求解线性矩阵不等式(LMI),得到满足(H∞)控制性能指标的控制器.仿真结果表明:非线性数控机床用悬浮系统在存在外部干扰扰情况下,模糊(H∞)鲁棒控制方法比PID控制方法具有更强的稳定性、鲁棒性和较快的响应速度.

摘要： 针对磁悬浮平台控制系统的典型非线性迟滞系统、外部扰动和参数不确定性问题,提出了基于T-S模糊模型的模糊控制器,推证闭环系统的稳定性,通过求解线性矩阵不等式(LMI),得到满足(H∞)控制性能指标的控制器.仿真结果表明:非线性数控机床用悬浮系统在存在外部干扰扰情况下,模糊(H∞)鲁棒控制方法比PID控制方法具有更强的稳定性、鲁棒性和较快的响应速度.

摘要： 船舶运动与柴油机推进装置是紧密耦合的，应对二者联合控制。根据线性变参数(LPV)系统设计原理，提出了基于LPV的不完全驱动船舶直线航迹与柴油主机联合控制。将MMG模型中船舶运动方程转换为以船速作变参数的LPV系统方程，主机转速控制方程转换为以主机转速与螺旋桨进速系数作变参数的LPV系统方程。采用线性矩阵不等式(LHI)技术的多胞设计方法，通过状态反馈对闭环极点进行配置，分别设计船舶直线航迹间接LPV控制器与主机LPV控制器，使系统满足暂态性能要求和H∞鲁棒性能，实现二者的联合控制，有利于船舶主机平稳工作和减少船舶航程，达到节能目的和保障船舶安全。以5446箱集装箱班轮为被控制对象，仿真验证了船舶直线航迹与主机LPV控制器在风浪流干扰下联合控制的有效性。

摘要： 船舶运动与柴油机推进装置是紧密耦合的，应对二者联合控制。根据线性变参数(LPV)系统设计原理，提出了基于LPV的不完全驱动船舶直线航迹与柴油主机联合控制。将MMG模型中船舶运动方程转换为以船速作变参数的LPV系统方程，主机转速控制方程转换为以主机转速与螺旋桨进速系数作变参数的LPV系统方程。采用线性矩阵不等式(LHI)技术的多胞设计方法，通过状态反馈对闭环极点进行配置，分别设计船舶直线航迹间接LPV控制器与主机LPV控制器，使系统满足暂态性能要求和H∞鲁棒性能，实现二者的联合控制，有利于船舶主机平稳工作和减少船舶航程，达到节能目的和保障船舶安全。以5446箱集装箱班轮为被控制对象，仿真验证了船舶直线航迹与主机LPV控制器在风浪流干扰下联合控制的有效性。

摘要： 一种基于鲁棒控制的超导储能改进V/f电压控制方法。该方法首先将由电压互感器测得的电网电压信号和参考电压信号进行αβ变换，然后将它们的差值作为鲁棒控制器和准比例谐振控制器的输入，经鲁棒控制器和准比例谐振控制器调节后，将其输出信号相加，而后进行αβ反变换，基于反变换信号实现对超导储能电压的调节。本发明所述控制方法结合了鲁棒控制和准比例谐振控制的优点，具有良好的抗干扰能力和动态跟踪性能，使超导储能在应对负荷突变时能够表现出优异的鲁棒性。

摘要： 本发明公开了一种基于滑模自适应鲁棒控制的立式物料传送装置控制方法，包括以下步骤：构造立式物料传送装置的数学模型；规划立式物料传送装置的期望运动轨迹；构造滑模自适应鲁棒控制系统；构建立式物料传送装置控制律，结合滑模自适应鲁棒控制系统即可实现对立式物料传送装置位置的控制。该方法以滑模控制器为基础，为立式物料传送装置中存在的未知参数设计了合理的自适应控制律以补偿由于模型的不确性对控制系统所带来的影响。此外本发明还为传统滑模控制器中的鲁棒项系数设计了自适应控制律，不仅保证了传统滑模控制系统的鲁棒性而且降低了其抖振，进一步改善了控制系统的性能，实现对存在参数摄动的立式物料传送装置较高精度的位置控制。

摘要： 本发明提供的一种统一潮流控制器的全局连续有限时间鲁棒控制系统包括测量模块、信号处理模块、状态空间变换模块、中央控制模块、状态空间逆变换模块、电压源换流器脉宽调制模块、UPFC模块，所述测量模块依次与信号处理模块、状态空间变换模块连接，所述中央控制模块输入端与状态空间变换模块输出端连接，中央控制模块输出端分别与状态空间变换模块输入端、状态空间逆变换模块输入端连接，所述状态空间逆变换模块输入端分别与中央控制模块输出端、状态空间变换模块输出端连接，状态空间逆变换模块输出端依次与电压源换流器脉宽调制模块、UPFC模块连接，本系统把状态空间变换模块和中央控制模块组成一个闭环结构，提高了系统的抗干扰能力和控制效果。

摘要： 本发明提供了一种无人机姿态的鲁棒控制方法和实现该方法的鲁棒控制器，该方法包括如下步骤：建立无人机的二阶系统数学模型；建立一种非奇异终端滑模观测器，同时提出一种滑模控制器；建立一种干扰观测器，同时提出一种干扰控制器。所述鲁棒控制器包括用以观测和控制无人机状态及匹配性干扰情况的非奇异终端滑模观测器与滑模控制器，以及用以观测和控制无人机状态及不匹配性干扰情况的干扰观测器与干扰控制器。本发明的方法能够在两类干扰存在的情况下，实现对四旋翼无人机系统状态的观测，并且对两类干扰进行补偿，使无人机系统达到稳定的状态，达到了四旋翼无人机系统对姿态控制所期望要求的控制目标。

摘要： 本发明公开了一种基于鲁棒控制与导纳控制结合的下肢康复机器人的控制方法，通过对传统的导纳控制中添加鲁棒控制器，能够使得整体控制系统兼具导纳控制的柔顺性以及鲁棒控制的抗干扰性，另外还考虑到系统摩擦以及鲁棒控制的抖动影响，对其进行补偿抵消，整体提高控制精度。

摘要： 本发明提供一种基于鲁棒控制的风电机组气动不平衡载荷控制方法，该方法包括：获取待测量机舱的主轴载荷测量量；将机舱的主轴载荷测量采用机舱坐标变换，转化为鲁棒独立变桨控制器的有效输入；确立风电机组气动不平衡的乘积摄动模型；计算鲁棒独立变桨控制器；采用机舱坐标逆变换得到风电机组控制系统的输入桨距角。本发明采用基于机舱的弯矩测量量作为控制器的反馈输入，解决在旋转部件中安装传感器的问题，使控制柜和传感器都位于机舱内部；所提出控制策略仍在Coleman变换的基础上进行，仅使用一个控制器完成气动不平衡控制；采用多输入多输出和强鲁棒性的鲁棒独立变桨控制策略，解决了传统控制器的不完全解耦和系统非线性问题。

摘要： 本发明公开了一种基于双模控制的光轴稳定高鲁棒控制方法，先对陀螺数据和角度数据采集，然后使用陀螺积分+轴系速率环控制架构，通过轴系速率环采集角度数据，进行速度闭环控制，通过陀螺积分位置环采集陀螺数据并进行实时积分，然后将陀螺积分作为稳定控制器的输入进行陀螺稳定闭环，解算轴系速度控制指令经稳定控制器解算得到轴系转速指令，使用基于跟踪误差的自抗扰+PI双模控制算法，在接近过顶时通过增大滤波系数而加强系统的稳定性，进而实现光轴在方位俯仰范围内的各处稳定控制。现有技术相比，本发明在低信噪比、高扰动、系统状态急剧变化场合下，在保证鲁棒性的前提下，对系统稳定控制精度进行了极大程度的提升。

摘要： 本发明公开了一种基于滑模及鲁棒控制的热风炉均压控制方法及系统。所述方法包括：基于热风炉的运行参数创建控制模型；所述控制模型包括控制量、被控制量、状态量及误差项；基于所述状态量的跟踪误差创建滑模面及切换函数；基于所述控制量及所述状态量创建控制律及Lyapunov函数，并在所述控制律中引入了鲁棒加权项us＝‑ηsgn(z)，其中η为加权系数，z为滑模面；通过所述切换函数对所述状态量被驱动至所述滑模面，通过所述控制律求解所述控制量；并将在所述滑模面上运动的状态量及求得的控制量代入所述控制模型以输出被控制量。本发明在进行热风炉均压控制可有效改善原有滑模控制时存在的大惯性问题，从而提高均压控制的实际价值，及高炉炼钢的出钢质量。

摘要： 本发明提供一种基于异构标识的多模态网络高鲁棒控制方法、控制器及系统。该方法包括：接收业务发起端发送的业务请求；根据业务请求在标识库中查找可用网络标识并形成可用标识列表，并计算每个网络标识传输完成业务请求所需要的理论网络资源；收集当前时刻的实际网络资源状态，结合每个网络标识所需要的理论网络资源以及业务请求选取

摘要： 本发明公开了一种气液混合式快速起竖闭环控制系统，该系统包括气液混合式快速起竖液压系统、DSP控制器、驱动器、总线耦合器、编码器、上位机，具有快速起竖、闭环反馈控制、蓄能器充液、蓄能器冲击保护、限位保护、上位机操作及数据存储功能。设计鲁棒控制策略，调节伺服电机转速直接驱动液压泵输出流量，提高起竖过程的闭环控制精度，该方法是针对如下问题提出的：传统起竖系统多为阀控液压系统且开环控制，系统的未知干扰没有在传统起竖过程中抑制，系统鲁棒性较差，而蓄能器加电控泵系统具有满足瞬时超大功率的能量需求的优势，并提出鲁棒控制方法有效可很好的解决以上问题。本发明保证了起竖过程的平稳性、可靠性，提高了起竖角度跟踪精准性。