课程文献中心 更多>>

关键词： 不确定非线性系统   强化学习   预设性能控制   全状态约束   最优控制  

摘要： 研究了具有全状态约束的不确定非线性系统的预设性能优化跟踪控制问题，提出由自适应控制与最优补偿相结合的控制方案。首先，利用基于障碍函数的非线性映射技术，将受约束的状态和跟踪误差映射为非约束变量，从而将全状态受约束问题和预设跟踪性能问题转化成非约束变量的收敛性问题；其次，构造与非约束变量相关的误差系统，采用反步法和滤波技术设计自适应控制器，并通过最小化成本函数的策略迭代得到最优补偿控制器；然后，利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环误差系统的半全局一致最终有界性；最后，通过理论分析和数值仿真，验证了提出的控制方案不仅能保证系统输出以良好的暂稳态性能在预设时间内跟踪上参考信号，而且可以保障系统状态始终不违反约束。

关键词： 速度矢量控制   轨迹优化   伪谱法   最优控制   飞行控制  

摘要： 采用Hp自适应伪谱法对速度矢量控制问题进行优化求解。建立基于航迹坐标系的非线性飞机动力学模型，建模时将飞机的过载、推力及滚转的动态响应以动态环节形式进行描述，并通过路径约束实现了实际飞行控制律中的迎角限制功能。通过对控制量、状态量以及目标函数的设定实现不同的战术需求，进而利用伪谱法进行优化求解。仿真结果验证了基于Hp自适应伪谱法的速度矢量控制优化方法的有效性，并展示了在特定场景中处理各种约束的可行性。

关键词： 初始位置估计   永磁同步电机   双积分控制   矢量控制  

摘要： 永磁同步电机转子初始位置估计在实现电机矢量控制、保证电机运行精度方面起着重要作用.针对带增量式编码器的永磁同步电机提出一种基于速度环双积分控制器的转子初始位置估计方法.通过对电机速度环/电流环进行机理分析和辨识得到不同初始电角度估计误差下速度环对象的传递函数.根据这类传递函数的不确定性特点,提出速度环鲁棒控制器设计方案.然后针对初始位置估计的特殊要求设计了特定的电机d轴梯形波电流指令信号.根据矢量控制技术中的坐标变换将d轴指令电流信号转化为q轴电流环的外部输入信号,并将初始位置估计问题转化为速度环的指令跟踪问题.通过设计速度环双积分控制器实现对电机转子初始位置的精确估计,同时达到低位移低冲击的要求.实验结果表明该方法适用于从电机转子任意不同初始位置进行估计,电角度估计误差小于1.5°,电机在估计过程中所产生的电角度位移不超过2°,即具有估计精度高以及估计过程电机产生的位移和冲击小等特点.

关键词： Markov跳变   随机系统   Pareto控制   最优控制系统  

摘要： 目前针对多个主体、多个目标的带有Markov跳变的线性随机系统的控制问题的研究较少较为浅显.本文研究了具有乘性噪声的连续时间线性Markov跳变随机系统的Pareto最优控制问题.假设多个主体、多个性能指标由状态和控制变量中的二次部分和线性部分的线性组合而形成,证明了Pareto最优与加权和优化之间的关系,从而将多目标优化问题转化为特殊的单目标加权和最优控制问题.基于Pareto博弈理论与广义It?o公式,系统的Pareto有效策略可以通过一组耦合的广义Riccati微分方程与一组耦合的线性微分方程求解,并且可以得到每一个控制器的Pareto解.最后,本文通过数值仿真验证理论结果的有效性.

关键词： 脉冲功率   层叠Blumlein脉冲发生器   共模电感   IGBT   同步触发  

摘要： 层叠Blumlein脉冲发生器具有灵活紧凑的优点，但由于开关隔离问题没有得到广泛运用。本文设计了一种集成隔离全固态层叠Blumlein脉冲发生器，利用4绕组共模电感为脉冲形成网络充电、驱动供电和高电压隔离的器件，解决了半导体开关应用于层叠Blumlein脉冲发生器的问题。首先介绍了隔离的原理，设计了包含共模电感和同步光触发隔离组件，以及基于IGBT开关阵列的Blumlein脉冲形成网络，分析了层叠Blumlein脉冲发生器的充放电过程；其次，对设计的Blumlein脉冲形成网络与层叠Blumlein脉冲发生器进行电路仿真；搭建了8级层叠Blumlein脉冲发生器，在匹配负载上实验得到电压30.0 kV、电流604 A、脉宽237 ns的方波脉冲。

关键词： 时变编队跟踪控制   最优控制   控制障碍函数   状态观测器  

摘要： 针对多约束条件下无人机时变编队控制中的能耗优化问题，提出一种基于动态参数扩展高阶控制障碍函数的优化控制方法。对现有的高阶控制障碍函数进行改进，综合考虑无人机与障碍物的运动状态建立扩展状态的动力学模型，将动态目标避障的安全性约束条件在扩展状态动力学模型上展开，得到用于建立动态目标避障的扩展高阶控制障碍函数；针对扩展高阶控制障碍函数约束的可解性与保守性问题，设计K类函数参数的自适应规则得到动态参数扩展高阶控制障碍函数，在提高含约束优化问题可解性的同时降低解的保守性。利用控制障碍函数与动态参数扩展高阶控制障碍函数建立多约束条件，基于一致性条件与哈密顿分析建立目标函数，将时变编队的能耗优化问题转化为多约束优化问题，并用二次规划进行求解得到最优控制输入。仿真结果表明，所提方法比固定参数扩展高阶控制障碍函数以及人工势场法具有更好的避障效果与更低的能耗。

关键词： 航迹优化   最优控制   Radau伪谱法   燃油消耗  

摘要： 航迹优化是减少航空器直接运行成本和排放成本的重要举措，为此提出了基于hp自适应Radau伪谱法的航迹优化方法。首先，将航迹优化问题转化为多阶段最优控制问题，建立基于最优控制的航迹优化模型。其次，采用Radau伪谱法对最优控制问题进行离散化处理，并通过动态调整网格区间数量和多项式阶数提高求解收敛速率。最后，选用航线实际飞行数据作为算例进行飞行成本和算法性能分析。仿真结果表明：hp自适应Radau伪谱法能够提升多阶段航迹优化最优控制问题的求解收敛速率；最短飞行时间航迹比飞行计划仿真航迹的飞行时间降低了12.25%，最少燃油消耗航迹比飞行计划仿真航迹的油耗减少了7.68%。

关键词： 故障诊断   马尔可夫变迁场(MTF)   卷积神经网络(CNN)   IGBT  

摘要： IGBT是光伏逆变器的核心部件，其稳定性和可靠性对逆变器的正常运行至关重要。因此通过对光伏并网逆变器的故障诊断来确保发电系统的安全和稳定运行就显得极为重要。针对三相光伏并网两电平逆变器IGBT常见的单管开路故障，提出一种基于MTF-CNN的三相光伏并网逆变器IGBT开路的故障诊断方法。在Matlab2018b/Simulink上搭建三相光伏并网逆变器的仿真模型，模拟几种IGBT的开路故障，采集逆变器输出的故障电流信号作为一维时域信号，利用MTF将其转化为二维图像作为2D-CNN的数据集并进行训练，完成故障的检测与诊断。实验结果表明，该方法具有较强的抗干扰能力，相较于其他传统方法，诊断速度较快，准确性更高。

关键词： 输出调节   最优控制   强化学习   反步法  

摘要： 针对一类由线性中性稳定的外系统驱动的具有未知非线性函数和外界扰动的非线性系统的最优输出调节问题,提出了一种基于强化学习中的评价-执行网络算法的自适应最优控制策略.首先,根据调节器方程是可解的条件和坐标变换,将不确定非线性系统的输出调节问题转化为镇定问题.利用径向基神经网络去逼近未知非线性函数,设计具有内模的神经网络自适应观测器去估计不可测的状态.然后,设计了基于强化学习的自适应内模,提出了与内模相关的代价函数,并且在反步法的每一步中都运用基于评价-执行网络的近似最优算法,保证了所有的虚拟控制器均为最优,同时结合动态面技术避免了反步法中的“复杂度爆炸”问题.最后,通过所设计的最优自适应输出反馈控制器,不仅使得提出的价值函数达到最优,而且还确保了闭环系统的信号半全局最终一致有界且跟踪误差在期望的任意精度内.数值仿真验证了所提出方法的有效性.

关键词： 完美无谐波变频器   子午水电站   变频抽水   变频发电   IGBT  

摘要： 引汉济渭子午水电站是引汉济渭工程的调蓄中枢,电站安装2台抽水蓄能机组和2台常规机组,兼顾发电、抽水两大工况,库区水头变化范围大,运行工况复杂,为满足工程经济性要求,电站设计安装了2台西门子完美无谐波变频器,能够满足低水头下的变频发电和低扬程下的变频抽水,可为类似案例提供借鉴。