反馈线性化

摘要： 六自由度波浪补偿平台所采用的大长径比非对称液压系统在深海区需完成大跨度、高速度的波浪补偿任务,这为控制系统的控制精度和抗干扰能力带来严峻的挑战.引入径向基神经网络(RBFNN)辨识,提出一种自适应反馈线性化控制策略.首先,建立六自由度波浪补偿平台非对称液压系统的非线性模型.然后,基于RBFNN辨识利用反馈线性化设计自适应控制器.最后,利用MATLAB/Simulink开展五级海浪(90°遭遇角恶劣工况)作用下和外力干扰下的仿真分析.结果表明:相比于经典比例系数-积分系数-微分系数(PID)和滑模控制,新型控制器控制精度和抗干扰能力明显提高,更适合用于复杂海况下六自由度波浪补偿平台的控制,且具有很好的跟踪效果和较强的稳健性,可为深海区六自由度波浪补偿平台控制系统设计提供参考.

摘要： 针对空间翻滚目标涡流消旋任务执行效率低和抵近安全无保证的问题,首先基于椭球包络法给出了服务星机动轨迹的直接线性凸化安全约束,以确保机动过程的安全性和最优轨迹跟踪问题的有限时间可解性;设计了垂直构型下空间消旋任务的抵近期望轨迹以增强服务星消旋力矩的作用强度,缩短任务周期。在此基础上,提出了一种反馈线性化的收缩模型预测控制(FLC-MPC)算法,有效跟踪所提出的期望轨迹,并严格保证安全约束及控制输入约束下受控系统的稳定性。最后,利用所提出的控制方法对阿丽亚娜-4火箭上面级进行消旋仿真,结果表明该方法能有效提高消旋效率,并保证服务星的安全稳定。

摘要： 针对直驱H型平台轮廓控制中轮廓误差受机械耦合影响的问题,提出一种基于反馈线性化解耦的直驱H型平台滑模轮廓控制方法.该方法采用输入输出反馈线性化理论对多变量、强耦合的直驱H型平台设计解耦控制律,将耦合模型解耦为独立的单输入、单输出的系统.为克服不确定项的影响,保证系统的鲁棒性,实现参考轮廓的精密跟踪,将滑模控制应用于解耦后的系统中.利用李雅普诺夫理论证明控制器的渐近稳定性.结果表明,所提控制方法能有效提高H型平台轮廓跟踪精度和系统鲁棒性.

摘要： 针对自主式水下航行器非线性、强耦合、模型不确定特性以及复杂海洋环境下的未知干扰问题,本文提出了基于微分几何的精确反馈线性化的滑模控制方法。利用反馈线性化方法将非线性强耦合的航行器模型转换成线性模型,减少非线性航行器带来的系统误差;设计了比例积分观测器,完成反馈线性化模型在复杂海洋环境下的受到的未知干扰的精确观测;在比例积分观测器的基础上,设计滑模控制器,并提出了自适应可变参的方法来消除抖振。基于Lyapunov稳定性理论证明了所设计的控制器在未知外界扰动下的鲁棒性和稳定性。仿真结果表明,提出的控制方法有效,能够实现在复杂海洋环境下的自主式水下航行器时变三维轨迹的精准控制。

摘要： 针对非同轴前后轮自平衡车转弯平衡控制问题,提出一种基于非线性动力学模型的转弯平衡控制方法。在分析自平衡车稳定转弯原理的基础上,以自平衡车车体左右倾斜角、转向角、陀螺进动角为广义坐标,利用拉格朗日法建立平衡车转向的MIMO仿射非线性动力学模型;基于反馈精确线性化理论设计PID控制器,进行自平衡车的转弯平衡控制以及对输入的解耦;最后基于该动力学模型和控制算法,在Matlab中的Simulink平台上进行仿真,实验结果表明上述控制算法能够在给定一定转向角和速度下快速且稳定地控制倾斜姿态,同时拥有一定抗干扰能力,验证了动力学模型的正确性和反馈线性化控制算法的有效性。

摘要： 为了解决系统同步误差对永磁直线同步电机(PMLSM)驱动H型平台轮廓跟踪精度的影响,该文将并联轴位置不同步引起的横梁偏转角定义为等效同步误差,以此构建适用于直驱H型平台的融合误差模型。同时,建立基于融合误差的非线性耦合模型,将系统控制目标由轮廓跟踪转变为融合误差收敛。采用反馈线性化对以融合误差为状态变量的非线性耦合动态方程进行解耦线性化。针对线性模型,设计自适应积分滑模控制器(AISMC),削弱反馈线性化控制对系统数学模型的强依赖性,提高系统对负载扰动和参数摄动的鲁棒性。实验结果表明,所提出的控制方法不仅能有效提高系统的轮廓精度和同步精度,而且增强了系统的鲁棒性。

摘要： 针对受非完整约束的多移动机器人系统的移动目标包围控制问题,提出一种基于输出反馈线性化的局部协同控制方法.利用机器人与邻居节点和目标的相对距离信息、角度信息以及机器人自身的方位角信息设计协同控制器.该方法无需事先指定包围编队形状,可实现对移动目标的速度估计,且保证机器人之间的障碍规避.严格的理论分析证明了移动目标指数收敛到多移动机器人构成的凸包内部.最后,仿真结果验证了所提控制方法的有效性.

摘要： 针对含静止无功发生器(SVG)的双馈风机(DFIG)系统中的次同步振荡,提出了一种针对转子侧变流器(RSC)的反馈线性化控制方法,并分析验证了其在小/大扰动下的振荡抑制效果。首先,建立了含SVG的双馈系统22阶时域模型;其次,结合反馈线性化原理,针对RSC内环控制设计了相应的控制方法。再次,对比了小扰动下,不同参数变化时,PI控制与反馈线性化控制对系统稳定性的影响。最后,考虑限幅环节作用,分析了大扰动下,系统RSC内环采用PI控制和反馈线性化控制时的稳定性。结果表明,反馈线性化控制能有效增大平衡点的吸引域,提升系统稳定性。

摘要： 风机在运行过程中,会受到多种不确定因素的影响,其中包括风切变、塔影效应,空气的湿度等都对风力发电机组产生不平衡的载荷,文章提出了基于叶根载荷变换桨距角反馈线性化的独立变桨控制策略研究,该控制方式是通过叶片根部的压力传感器,对叶片的叶根载荷进行全程检测,利用Coleman坐标变换原理将检测到的数据进行变换,把叶根载荷变换为给定输入信号,从而更好地对桨距角进行控制。

摘要： 为提高模块化多电平型统一潮流控制器(MMC-UPFC)对于不平衡电网的治理能力,提出基于反馈线性化的滑模控制策略.该策略利用反馈线性化理论对UPFC数学模型进行完全解耦,为进一步提高系统的抗干扰能力及动态稳定性,在此模型的基础上使用滑模控制对解耦后的系统设计控制律.通过建立仿真模型并与PIR控制进行对比,结果表明所提反馈线性化滑模控制对于不平衡电网的治理更具优越性.

摘要： 针对永磁同步电机直接转矩控制系统存在转矩和磁链脉动较大的问题,引入反馈线性化理论,提出了使原系统实现输入输出线性化控制的改进方法.首先分析了控制系统实现反馈线性化的条件,给出了线性化系统控制模型,然后与传统直接转矩控制系统进行了仿真对比.结果表明基于反馈线性化的永磁同步电机直接转矩控制系统显著抑制了转矩和磁链的脉动并且具有理想的动静态性能.

摘要： 针对常见的二阶非线性系统模型,提出了一种基于新型饱和函数法的全局滑模控制的.在常规的反馈线性化滑模变结构控制中引入全局滑模控制和新型饱和函数,通过设计一种动态非线性滑模面消除了滑模变结构控制的到达阶段,使系统响应具有全局鲁棒性;具有动态边界层的新型饱和函数又能使边界层厚度随状态轨迹的收敛而逐渐减小到零,从而使状态轨迹最终收敛到切换平面上从而降低系统的抖振,提高控制精度.仿真结果证明了该控制方法的有效性.

摘要： 智能泵源能够根据负载需求自动调节输出压力和流量，对有效降低液压系统的无效功耗和发热具有积极意义，但由于具有相乘的本质非线性，给控制带来一定的难度。建立了智能泵源的系统模型，针对其具有相乘非线性的特点，提出了精确反馈线性化处理方法，将原非线性系统化为可控的线性化系统，并验证了系统的稳定性。

摘要： 本文针对重复使用飞行器小升阻比气动特性和无动力的结构特性设计了下滑轨迹,及基于反馈线性化的变论域双级模糊控制的制导方法.首先给出了下滑轨迹的几何构型,并分析了下滑轨迹线上的参数设置,给出了轨迹的数学模型,通过设计的轨迹优化算法,设计出了着地动压、下沉率等参数符合指标要求的下滑轨迹.其次分析了重复使用飞行器制导的特点,并提出了反馈线性化法与模糊控制相结合的制导方法,通过变论域双级模糊控制增强了模糊控制的控制效能,最后通过仿真验证,所设计基于反馈线性化的变论域双级模糊控制的制导方法能够快速、正确的跟踪高度指令,达到指标要求.

摘要： 本文根据飞翼布局无人机的特点及控制难点,并结合近年来国内外针对飞翼无人机飞行控制系统设计的发展状况和成果,简述用于飞翼无人机上的多种先进控制技术,给出反馈线性化、最优控制、自适应控制、滑模变结构控制、自抗扰控制和神经网络控制等控制设计方法可解决的问题,同时针对存在问题提供部分已有的解决对策,为其飞行控制系统的设计提供新的思路.

摘要： 汽车电子稳定控制系统在行车安全方面发挥着极其重要的作用,对稳定控制系统的横摆控制研究可以分为两个层次进行.上层为控制器设计,先采用反馈线性化思想将车辆动力学模型进行线性化处理,再采用线性二次型调节器进行优化控制器设计,以产生期望的力(矩);下层采用最优控制算法进行制动力分配,用加权最小二乘法将稳定性控制力(矩)最优的分配到各车轮的执行器上,以满足车辆稳定性行驶的要求.在matlab中搭建整车模型并进行仿真验证,结果表明,基于以上方法的车辆横摆稳定性控制能很好的跟踪上期望的纵向速度、横向速度以及横摆角速度.

摘要： 在配网等级利用多端柔性直流技术构建直流电网,既可以在不提高短路容量的前提下实现配电网的闭环运行,提高供电可靠性和配电网设备的利用率;又可以作为未来直流配电网的基础,进而提高供电容量并适于多种直流电源和负载接入.本文从调度级、系统级以及换流站级的角度对配网互联多端柔性直流系统的分层控制策略进行了研究:调度级利用多目标最优潮流给出各换流站的优化控制参考值;系统级分析并采用主从控制方式进行功率分配;换流站级区别于传统的PI控制,采用状态反馈精确线性化的方法进行内环控制,达到了更好的控制效果.最后通过Matlab和PSCAD/EMTDC软件仿真对所提出的方法进行了验证.

摘要： 研究针对控制时滞非线性系统设计反馈线性化扰动抑制控制律的问题.通过反馈线性化所设计的控制律抵消系统的非线性项;根据模型转换方法设计控制记忆项补偿时滞的影响;利用内模状态消除外部扰动信号;通过设计高增益预测器解决预测控制的物理实现问题.最后利用仿真示例验证所设计控制器的有效性.

摘要： 非线性约束预测控制关键是求得可行性优化解。输入输出反馈线性化是非线性控制一种常用的方法。通过输入输出反馈线性化，系统的初始线性输入约束转化成非线性基于状态的约束，因而无法采用常规的二次规划（QP）求解优化问题。针对连续状态空间模型系统，本文提出迭代二次规划方法来寻求非线性优化解。为了保证算法的收敛性，系统加入另外一种迭代算法来保证其在整个预测时域上能得到可行解。仿真控制结果表明了该方法的有效性。

摘要： 针对飞艇的飞行特性,提出一种横向姿态跟踪控制器的设计方法.将飞艇动力学模型在水平面上进行简化,对简化后的模型进行输入输出(I/O)线性化处理,通过状态反馈有效地补偿模型中的非线性特性.对飞艇水平面模型设计基于I/O线性化的横向姿态跟踪控制器.仿真结果表明:所设计的控制器能快速稳定的跟踪设定姿态,具有较好的动态和静态特性.

摘要： 接收器布置包含单端多频带反馈放大器、至少一个包含主混频器和修整混频器的单端输入、差分输出混频器布置以及配置成接收由混频器布置生成的差分输出信号的混频器反馈环电路。混频器反馈环电路基于接收的差分输出信号生成反馈信号，并将反馈信号提供给混频器布置以最小化DC偏移和第二阶互调产物。单端多频带反馈放大器可包含输入级和连接到输入级用于抑制来自LO频率的谐波的下变频噪声的可编程谐振储能电路以及基于单端多频带反馈放大器的带操作整形包含反馈网的反馈环的频率响应的可配置反馈网。

摘要： 提供了一种使功率放大器PA线性化的数字反馈线性化设备和方法，其用以改善移动通信基站PA的线性度，更具体地，利用数字信号处理DSP和反馈技术使PA线性化的数字反馈线性化设备和方法，其中，通过将经由预定路径输入的输入信号与对应于PA的失真成分的反失真成分相加来产生线性化所需的预失真信号，以及，其中，通过使预失真信号经过PA来获得线性放大输出信号。

摘要： 本发明提供了一种基于反馈线性化与预测控制的风力机变桨距控制方法，包括：进行风力机发电系统的数学模型描述，所述风力机发电系统包括风力机的气动模块、传动模块和变桨执行机构；根据输入输出反馈线性化理论，将所述风力机发电系统的非线性模型转化为可控的线性系统；通过广义预测控制算法进行控制设计，采用受控自回归积分滑动平均模型，确定性能优化指标，会将每个时刻的检测值与期望值相比较，反馈给预测模型，不断地进行滚动优化并修正模型，得到预测输出，达到预期的控制效果。

摘要： 本发明公开了一种基于鲁棒扰动观测的电力弹簧反馈线性化控制方法，包括：根据dq旋转坐标系下交流电力弹簧动态数学模型建立交流电力弹簧两输入/两输出李导数仿射模型；构建解耦矩阵和状态变换矩阵，分别结合耦合模型及非线性模型进行观测，得到完全解耦和完全线性化转换的交流电力弹簧；构建功率环PI控制器；建立鲁棒扰动观测器。本发明实现了交流电力弹簧的完全解耦和完全线性化设计，具有动态性能好、稳定域宽的特点，提出了鲁棒扰动观测器设计，增强了闭环控制系统在不确定性扰动情况下的稳定性能和鲁棒性能。

摘要： 提供了一种使功率放大器(PA)线性化的数字反馈线性化设备和方法，其用以改善移动通信基站PA的线性度，更具体地，利用数字信号处理(DSP)和反馈技术使P A线性化的数字反馈线性化设备和方法，其中，通过将经由预定路径输入的输入信号与对应于PA的失真成分的反失真成分相加来产生线性化所需的预失真信号，以及，其中，通过使预失真信号经过PA来获得线性放大输出信号。

摘要： 本发明提供了一种冰雪环境下基于反馈线性化与LQR的车辆路径跟踪方法，根据冰雪环境下车辆轮胎力不满足线性关系，建立冰雪环境下仿射形式的非线性车辆系统模型，基于此模型，采用反馈线性化的方法对复杂的非线性车辆系统模型进行线性化处理，得到较简单的线性系统模型和虚拟控制输入；根据得到的简单线性车辆系统模型，使用线性二次型调节器的设计方法设计路径跟踪控制器，保证系统稳定性和目标的最优性，实现无人驾驶车辆路径跟踪。

摘要： 本发明公开一种基于反馈线性化的三相级联型电力电子变压器(PET)的解耦均衡控制方法，以实现功率大扰动和电网电压不平衡或三相参数不一致时，级联型PET三相中间直流和输出直流两级直流电压的快速稳定，以及三相中间直流电压的均衡。其特征在于，本发明采用状态反馈线性化方法，对三相级联PET三相中间直流电压及直流网侧输出电压的非线性状态方程进行线性化和解耦，使各电压量控制简化为一阶微分系统，进而可采用PI控制器及通过零极点配置的方法进行参数设计。该方法可提高PET设备在功率反向大扰动时的瞬态性能，实现PET三相间的电压和功率均衡，对确保PET宽运行范围稳定控制能力、促进其在新能源高占比的交直流混合电网工程中的应用方面具有较好的前景。

摘要： 本发明涉及智能汽车控制技术领域，具体涉及一种智能汽车纵横向整体反馈线性化控制方法。该智能汽车纵横向整体反馈线性化控制方法包括以下步骤：步骤1：建立智能汽车纵横向耦合动力学模型及轨迹跟踪偏差模型；步骤2：将步骤1所述纵横向耦合动力学模型用仿射非线性模型表示；步骤3：确定步骤2所述仿射非线性模型的相对阶，判定其能否通过输出反馈进行线性化；步骤4：设计李雅普诺夫虚拟控制律；步骤5：得出智能汽车实时轮胎驱动/制动力矩和前轮转角，实现智能汽车纵横向综合轨迹跟踪控制。提供一种考虑纵横向耦合特性，降低控制器计算负担，减少参数不确定性对控制效果影响的智能汽车纵横向整体反馈线性化控制方法。

摘要： 本发明公开一种基于反馈线性化的多电液伺服系统分布式协同控制方法，应用于液压控制领域，针对现有技术缺少考虑通信时延情况下的分布式电液伺服执行器同步控制的问题；本发明通过建立多个电液伺服执行器仿射非线性模型并进行线性化处理，实时获取电液伺服系统的反馈数据，设计分布式一致性协议，采用扰动观测器对系统未知外负载干扰进行估计，计算系统稳定的线性矩阵不等式(LMI)条件，根据分布式一致性控制律对电液伺服机构实时进行驱动；实现了多个电液伺服执行器分布式一致性协同控制，提高多个电液伺服系统的跟踪协调能力。

摘要： 本发明提供了一种悬浮系统的反馈线性化控制方法，所述悬浮系统包括控制器以及悬浮电磁铁，所述反馈线性化控制方法包括：获取所述悬浮电磁铁的垂向加速度；以及至少基于所述垂向加速度将所述控制器输出的原始控制量转化为所述悬浮电磁铁的电流控制量，所述原始控制量作为输入、所述悬浮电磁铁的悬浮间隙作为输出构成一线性化模型。