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储能系统控制策略及主电路参数设计的研究 被引量:23
1
作者 李军徽 朱昱 +3 位作者 严干贵 冯晓东 谢国强 王芝茗 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期7-12,共6页
针对一次能源发电因受自然条件因素的影响导致输出功率具有间歇性和波动性的问题,提出一种储能系统充放电电路。以阀控式铅酸(ValveRegulatedLeadAcid,VRLA)电池为储能元件,给出了储能系统主电路工作原理,建立联网用升降压斩波电路(Buck... 针对一次能源发电因受自然条件因素的影响导致输出功率具有间歇性和波动性的问题,提出一种储能系统充放电电路。以阀控式铅酸(ValveRegulatedLeadAcid,VRLA)电池为储能元件,给出了储能系统主电路工作原理,建立联网用升降压斩波电路(Buck-Boost)和变流器VSC统一的数学模型。在满足Buck-Boost电路电流波动性指标前提下,讨论了电感参数设计原则。Buck-Boost电路采用定周期比较策略实现功率恒定,变流器VSC采用精确反馈线性化控制策略实现直流侧电压恒定。搭建了容量为24×12Ah储能系统实验平台,实验结果验证了储能系统主电路参数设计的合理性和运行控制策略的可行性。 展开更多
关键词 储能系统 Buck-Boost电路 定周期比较 反馈线性化 控制策略
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一种飞行器姿态控制的三通道独立设计方法 被引量:9
2
作者 韩艳铧 周凤岐 +1 位作者 周军 郭建国 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第2期5-7,11,共4页
面对称型大气层飞行器的三个姿态控制通道间存在着强烈的耦合作用,使得传统的三通道独立设计方法遇到了困难。基于反馈线性化思想,研究了一种新的三通道独立设计方法,从而可用成熟的线性系统理论分别设计飞行器的三个姿态控制通道。用... 面对称型大气层飞行器的三个姿态控制通道间存在着强烈的耦合作用,使得传统的三通道独立设计方法遇到了困难。基于反馈线性化思想,研究了一种新的三通道独立设计方法,从而可用成熟的线性系统理论分别设计飞行器的三个姿态控制通道。用飞行器的真实模型进行数值仿真验证了本方法的有效性。 展开更多
关键词 飞行器 姿态控制 设计 耦合
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基于反馈线性化的无人驾驶车辆横向位置跟踪控制 被引量:10
3
作者 刘子龙 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期165-169,共5页
由于无人驾驶车辆横向运动学模型常被看作高非线性、时变的,所以这给控制方案的制定带来了较大的难度。提出了基于输入输出反馈线性化的横向位置跟踪控制方案。采用这种控制方案在车体正向和倒向开车的情况下,都得到较好的横向跟踪效果... 由于无人驾驶车辆横向运动学模型常被看作高非线性、时变的,所以这给控制方案的制定带来了较大的难度。提出了基于输入输出反馈线性化的横向位置跟踪控制方案。采用这种控制方案在车体正向和倒向开车的情况下,都得到较好的横向跟踪效果,动态特性好、稳态精度高。基于由Simulink和VRML语言建立起的三维动画仿真也说明了这一点。 展开更多
关键词 无人驾驶车 横向位置跟踪 反馈线性化 SIMULINK VRML
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高超音速BTT巡航飞行器变结构控制系统设计 被引量:6
4
作者 江燕俊 周军 林鹏 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第12期53-56,共4页
针对高超音速BTT巡航飞行器气动参数变化大,动力学特性具有气动、惯性交叉耦合和运动学耦合的特点,采用了基于反馈线性化和变结构理论的控制器设计方法。首先利用时间尺度理论将控制系统分为快变量和慢变量两个子系统,然后应用动态逆反... 针对高超音速BTT巡航飞行器气动参数变化大,动力学特性具有气动、惯性交叉耦合和运动学耦合的特点,采用了基于反馈线性化和变结构理论的控制器设计方法。首先利用时间尺度理论将控制系统分为快变量和慢变量两个子系统,然后应用动态逆反馈分别对子系统进行线性化解耦,最后根据线性变结构理论单独设计各通道控制器。仿真结果显示基于方法设计的姿态控制器可以确保对指令跟踪的精确性和鲁棒性,姿态指令跟踪无静差,响应超调量小于10%。 展开更多
关键词 反馈线性化 变结构控制 倾斜转弯 高超声速巡航飞行器
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四轮移动机器人跟随控制 被引量:4
5
作者 刘子龙 丁玉静 江艳霞 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1348-1353,共6页
针对轮式移动机器人路径跟随问题,提出一种多移动机器人路径跟随控制方案。首先对其运动学模型经过适当增补,将基于输入输出反馈线性化的横向位置跟踪控制方案和基于古典校正的纵向跟随控制方案相结合,这2种方案互为前提,相互依托,进而... 针对轮式移动机器人路径跟随问题,提出一种多移动机器人路径跟随控制方案。首先对其运动学模型经过适当增补,将基于输入输出反馈线性化的横向位置跟踪控制方案和基于古典校正的纵向跟随控制方案相结合,这2种方案互为前提,相互依托,进而制定出相应的多移动机器人路面跟随控制方案。研究结果表明:该方法简单实用,无论在横向位置跟踪和纵向位置跟随上都得到较好的控制效果,动态特性好,稳态精度高。 展开更多
关键词 轮式移动机器人 跟随控制 反馈线性化 古典校正
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基于反馈线性化和变结构控制的速度饱和伺服系统设计 被引量:4
6
作者 闫海波 郭科 +2 位作者 王茂芝 毛万标 佘春东 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期616-619,共4页
在大姿态角飞行条件下火箭的伺服机构速度饱和非线性特性相当突出,对火箭姿态控制系统稳定性影响很大,利用小扰动理论对其分析起来比较困难。本文采用输入/输出线性化方法对伺服机构的速度饱和数学模型进行了精确线性化,并在此基础上对... 在大姿态角飞行条件下火箭的伺服机构速度饱和非线性特性相当突出,对火箭姿态控制系统稳定性影响很大,利用小扰动理论对其分析起来比较困难。本文采用输入/输出线性化方法对伺服机构的速度饱和数学模型进行了精确线性化,并在此基础上对线性化系统进行了变结构控制设计,得到了具有鲁棒性的非线性伺服系统控制器。最后,通过数字仿真实例验证了所述方法的有效性。 展开更多
关键词 大姿态角 伺服机构 速度饱和 反馈线性化 变结构控制 滑动模态
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基于力矩的发动机建模和速度跟踪控制 被引量:2
7
作者 吴志虎 刘尚 裴润 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2009年第1期19-22,27,共5页
基于发动机力矩控制的思想,通过对发动机实际物理模型和相关脉谱图数据的分析,建立了一个非线性的发动机模型.在模型的基础上,充分考虑模型参数的不确定性因素,设计了一个反馈线性化的发动机速度控制器,并利用积分器对系统进行增广,以... 基于发动机力矩控制的思想,通过对发动机实际物理模型和相关脉谱图数据的分析,建立了一个非线性的发动机模型.在模型的基础上,充分考虑模型参数的不确定性因素,设计了一个反馈线性化的发动机速度控制器,并利用积分器对系统进行增广,以减少速度跟踪的稳态误差.模型设计的控制器在enDYNA发动机模型上的仿真表明,所设计的控制器能够达到理想的控制性能. 展开更多
关键词 发动机力矩 脉谱图 反馈线性化 发动机速度 enDYNA
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喷嘴挡板阀控缸的非线性建模和分析 被引量:2
8
作者 王纪森 康光会 马爱香 《机床与液压》 北大核心 2008年第9期240-242,262,共4页
针对双喷嘴挡板阀的特性,推导了阀控缸的运动方程,建立了喷挡阀控缸非线性模型,并对其进行了仿真,通过仿真结果得到了系统的压力流量曲线和负载压力随阀芯位移变化的曲线,而以往的分析都是在小范围内近似线性化,这是不精确的。在此基础... 针对双喷嘴挡板阀的特性,推导了阀控缸的运动方程,建立了喷挡阀控缸非线性模型,并对其进行了仿真,通过仿真结果得到了系统的压力流量曲线和负载压力随阀芯位移变化的曲线,而以往的分析都是在小范围内近似线性化,这是不精确的。在此基础上,运用非线性控制理论对其进行分析,采用输入-输出的精确线性化对其进行了局部反馈线性化,获得了它的线性化模型,并分析了系统的零动态稳定性,为系统适用线性控制理论奠定了理论基础。 展开更多
关键词 非线性 喷嘴挡板阀 仿真 反馈线性化
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基于本征旋转的刚体姿态跟踪系统滑模控制器
9
作者 李铁军 黄海 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期681-685,共5页
对于转动惯量参数时变和参数不确定以及外部扰动和作用力矩方向偏差的刚体姿态跟踪系统,提出了采用滑模控制的方法.利用误差四元数建立数学模型,通过本征旋转进行反馈线性化得到指令角加速度.设计滑模控制律,实现指令角加速度跟踪.仿真... 对于转动惯量参数时变和参数不确定以及外部扰动和作用力矩方向偏差的刚体姿态跟踪系统,提出了采用滑模控制的方法.利用误差四元数建立数学模型,通过本征旋转进行反馈线性化得到指令角加速度.设计滑模控制律,实现指令角加速度跟踪.仿真结果表明,所求控制律对刚体姿态跟踪系统具有全局稳定性和鲁棒性. 展开更多
关键词 反馈线性化 滑模控制 姿态控制 本征旋转 鲁棒性
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变质心BTT拦截导弹姿态控制系统设计
10
作者 呼延霄 周军 林鹏 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第6期23-27,32,共6页
针对装有变质心执行机构的BTT拦截导弹,建立了姿态和质心动力学模型,基于合理假设简化后,得到了一组耦合的非线性控制方程。根据变质心控制模式下状态耦合和控制耦合严重的特点,采用输出反馈线性化对其进行解耦,并对解耦后的俯仰和偏航... 针对装有变质心执行机构的BTT拦截导弹,建立了姿态和质心动力学模型,基于合理假设简化后,得到了一组耦合的非线性控制方程。根据变质心控制模式下状态耦合和控制耦合严重的特点,采用输出反馈线性化对其进行解耦,并对解耦后的俯仰和偏航通道分别设计了变结构控制器。另外,针对变质心BTT导弹的特点,提出2种控制方案。通过联合仿真表明:将变质心技术应用于BTT拦截导弹动态特性较好;第一种控制方案更适合这种控制模式;采用反馈线性化和变结构的控制系统,在气动参数摄动和拥有测量误差时能满足控制精度要求,具有一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 变质心 BTT拦截导弹 反馈线性化 变结构
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基于反馈线性化原理的直驱风力发电机组控制系统设计 被引量:22
11
作者 王利兵 毛承雄 +1 位作者 陆继明 王丹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1-6,20,共7页
提出一种基于反馈线性化原理的控制策略来设计直驱型风力发电机组(D-DPMSG)控制系统。为了使系统稳定运行在最大功率区域和快速追踪最大功率特性曲线,建立了系统各部分的动态模型并推导出了该非线性控制策略。在随机风速扰动下,相对于... 提出一种基于反馈线性化原理的控制策略来设计直驱型风力发电机组(D-DPMSG)控制系统。为了使系统稳定运行在最大功率区域和快速追踪最大功率特性曲线,建立了系统各部分的动态模型并推导出了该非线性控制策略。在随机风速扰动下,相对于传统的PID控制策略,基于反馈线性化原理设计的非线性控制器使系统的转速响应超调更小,响应速度和恢复速度更快,效果更好。最后,大量仿真证明了该控制策略在追踪最优功率曲线的有效性。 展开更多
关键词 直驱式永磁同步发电机机组 PID控制 反馈线性化控制 最大功率运行
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级联式电力电子变压器非线性综合控制策略 被引量:7
12
作者 孙玉巍 朱吉林 付超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期2891-2902,共12页
级联式电力电子变压器为多变量耦合的复杂非线性系统,该文基于微分几何非线性控制理论,提出电力电子变压器非线性综合控制策略。根据系统多端口及内部变量控制目标,首先建立级联式电力电子变压器多变量仿射非线性模型。其次,基于微分几... 级联式电力电子变压器为多变量耦合的复杂非线性系统,该文基于微分几何非线性控制理论,提出电力电子变压器非线性综合控制策略。根据系统多端口及内部变量控制目标,首先建立级联式电力电子变压器多变量仿射非线性模型。其次,基于微分几何多输入多输出精确线性化原理,对其非线性坐标变换和状态反馈律进行推导,并采用二阶系统极点配置法进行控制参数设计,得到系统非线性综合协调控制策略。该策略可将系统精确线性化,从而简化和明确控制参数整定过程,按需求调节各变量控制带宽,提高大扰动时系统多目标动态响应;且可直接实现子模块均衡控制。最后,通过仿真和实验与传统控制方法进行对比,验证了所提控制策略的有效性及优越性。 展开更多
关键词 电力电子变压器 状态反馈精确线性化 非线性控制 综合控制 动态响应 自均衡
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基于扰动跟踪Terminal滑模与多目标零动态的协调励磁控制器设计 被引量:6
13
作者 栾某德 陆巍 +3 位作者 刘涤尘 廖清芬 赵常威 冯玉 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期126-135,共10页
针对电力系统中存在各种扰动和模型不确定性等,为了提高励磁控制的鲁棒性,并考虑机端电压限制,设计了以功角稳定和电压控制为目标的协调励磁控制器。功角稳定控制在Terminal滑模中在线跟踪扰动并进行补偿,构成扰动跟踪Terminal滑模控制... 针对电力系统中存在各种扰动和模型不确定性等,为了提高励磁控制的鲁棒性,并考虑机端电压限制,设计了以功角稳定和电压控制为目标的协调励磁控制器。功角稳定控制在Terminal滑模中在线跟踪扰动并进行补偿,构成扰动跟踪Terminal滑模控制,抑制一般扰动和振荡,并能抑制共振型低频振荡;同时设计了多目标零动态滑模控制,在机端电压过限或突变时投入,具有控制功角和提高机端电压性能的功能。稳定控制和电压控制协调切换完成励磁控制。仿真结果表明控制器能在各种扰动时快速稳定功角,并能抑制共振型低频振荡,同时能有效控制机端电压。 展开更多
关键词 状态反馈精确线性化 周期性扰动 共振型低频振荡 扰动跟踪 TERMINAL滑模 机端电压 多目标
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改进控制律的变结构STATCOM无功补偿控制 被引量:6
14
作者 张敏 张君跃 +2 位作者 吕明阳 唐东成 易志威 《控制工程》 CSCD 北大核心 2014年第1期5-8,13,共5页
静止同步补偿器(STATCOM)是柔性交流输电系统(FACTS)的重要组成部件,本文建立了静止同步补偿器在三相静止坐标系下的数学模型,通过PARK变换将ABC坐标转化为d-q坐标。鉴于STATCOM在d-q坐标下的强耦合性,采用状态反馈精确线性化方法将该... 静止同步补偿器(STATCOM)是柔性交流输电系统(FACTS)的重要组成部件,本文建立了静止同步补偿器在三相静止坐标系下的数学模型,通过PARK变换将ABC坐标转化为d-q坐标。鉴于STATCOM在d-q坐标下的强耦合性,采用状态反馈精确线性化方法将该模型线性化解耦,构造出一个伪线性模型。然后,采用一种改进的指数趋近律变结构控进行了STATCOM无功补偿控制器的设计。最后,使用Matlab/Simulink对所设计的控制器进行了计算机仿真,并与传统的PI控制器比较,说明了变结构控制的STATCOM无功补偿控制器设计的可行性和有效性,同时也证明了改进的指数趋近律变结构控制的优越性。 展开更多
关键词 STATCOM 变结构 无功补偿 状态反馈精确线性化
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磁悬浮运动平台的非线性变结构控制 被引量:5
15
作者 王伟明 马树元 +1 位作者 闪明才 仉毅 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第3期69-72,76,共5页
磁悬浮运动平台具有非接触、无摩擦和无磨损等优点,适合做精密测量和定位设备。针对磁悬浮运动平台动力学模型的强耦合、非线性特点,利用非线性系统的反馈精确线性化方法,实现了运动平台悬浮位置和水平位置的非交互式控制,同时根据垂直... 磁悬浮运动平台具有非接触、无摩擦和无磨损等优点,适合做精密测量和定位设备。针对磁悬浮运动平台动力学模型的强耦合、非线性特点,利用非线性系统的反馈精确线性化方法,实现了运动平台悬浮位置和水平位置的非交互式控制,同时根据垂直方向和水平方向的不同特点分别设计了变结构控制器。仿真结果表明,该方法很好的实现了对悬浮驱动和水平驱动的解耦控制,且控制器具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 磁悬浮运动平台 非线性系统 反馈精确线性化 变结构控制
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基于状态反馈精确线性化Buck变换器的微分平坦控制 被引量:5
16
作者 皇金锋 李慧慧 谢锋 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期248-257,共10页
针对传统PI控制的Buck变换器暂态性能差的缺点,本文提出一种基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制方法。首先,根据状态空间平均法,建立了电感电流连续导电模式Buck变换器的仿射非线性模型,在此基础上,应用状态反馈精确线性化的方法,推... 针对传统PI控制的Buck变换器暂态性能差的缺点,本文提出一种基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制方法。首先,根据状态空间平均法,建立了电感电流连续导电模式Buck变换器的仿射非线性模型,在此基础上,应用状态反馈精确线性化的方法,推导出状态反馈控制率,实现了系统的能控线性化。其次,针对此状态反馈精确线性化模型,设计了系统前馈控制器;并且将扰动观测器嵌入前馈控制器中,实现对输出电流的补偿;同时,为了消除实际系统由于未建模部分及外部干扰而导致系统实际输出与期望输出之间存在的偏差,设计了误差反馈补偿器。结合前馈控制器与反馈补偿器可得到本文提出的基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制,其中,前馈控制器中的微分项保证了变换器系统的快速性,反馈补偿器中的误差项保证了变换器系统的准确性。基于闭环系统的雅可比矩阵,采用特征值灵敏度理论,研究了变换器电路参数变化时对系统特征值的影响程度及趋势,指出减小电感量、增大电容值有利于提高系统的稳定性。最后,搭建了Buck变换器实验样机。实验结果表明,与传统PI控制方法相比较,本文提出的基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制方法能更好地抑制输入电压和输出电流的扰动,具有更小的调节时间和超调电压,表现出更优越的暂态性能,该控制策略具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 BUCK变换器 状态反馈精确线性化 扰动观测器 微分平坦控制 灵敏度
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磁悬浮开关磁阻电动机径向位移解耦及变结构控制 被引量:4
17
作者 刘羡飞 孙玉坤 +1 位作者 王德明 张亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期147-150,107,共5页
在改进磁悬浮开关磁阻电动机传统径向力数学模型的基础上,针对其转子径向位移存在非线性、强耦合的特点,采用反馈精确线性化方法进行了动态解耦和完全线性化设计,实现了两自由度上转子径向位移的独立控制,并对解耦后的独立线性子系统采... 在改进磁悬浮开关磁阻电动机传统径向力数学模型的基础上,针对其转子径向位移存在非线性、强耦合的特点,采用反馈精确线性化方法进行了动态解耦和完全线性化设计,实现了两自由度上转子径向位移的独立控制,并对解耦后的独立线性子系统采用滑模变结构控制方法进行综合。仿真结果表明,系统具有优良的解耦性能,而且和传统PID控制系统相比,滑模变结构控制系统具有优良的动态特性和鲁棒性。 展开更多
关键词 磁悬浮开关磁阻电动机 径向位移 反馈精确线性化 解耦 滑模变结构
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静止同步串联补偿器恒功率非线性控制 被引量:3
18
作者 肖湘宁 赵洋 +1 位作者 叶猛 王小宁 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第24期16-20,共5页
首先在dq坐标系下分析了静止同步串联补偿器(SSSC)对于系统潮流的影响,给出了SSSC输出电压d轴与q轴分量的不同功能。分析了SSSC对于潮流控制的特点,进而针对SSSC的恒功率控制方法进行了研究。状态反馈精确线性化方法的引入实现了SSSC输... 首先在dq坐标系下分析了静止同步串联补偿器(SSSC)对于系统潮流的影响,给出了SSSC输出电压d轴与q轴分量的不同功能。分析了SSSC对于潮流控制的特点,进而针对SSSC的恒功率控制方法进行了研究。状态反馈精确线性化方法的引入实现了SSSC输出电压d轴与q轴分量之间的解耦控制。通过2个PI环节的应用,使得d轴与q轴电压分量能分别跟踪直流电容电压与线路潮流,并改善由于状态精确反馈线性化方法的引入所带来的对于系统模型不精确以及参数不确定所引起的弱鲁棒性。数字仿真结果证实了所提出的恒功率控制方法的有效性。 展开更多
关键词 静止同步串联补偿器 恒功率控制 状态反馈精确线性化 容性补偿 感性补偿
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基于反馈精确线性化解耦的FMSS改进滑模控制策略
19
作者 马文忠 余欢 +3 位作者 李维国 孟繁丞 刘星宇 么旻蕊 《电力工程技术》 北大核心 2023年第3期92-101,共10页
柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)存在非线性和强耦合的特点,传统的比例积分(proportional integral,PI)控制难以实现输出功率的完全解耦,且存在PI参数调节困难、系统动态响应速度慢及鲁棒性差等问题。文中首先利用反... 柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)存在非线性和强耦合的特点,传统的比例积分(proportional integral,PI)控制难以实现输出功率的完全解耦,且存在PI参数调节困难、系统动态响应速度慢及鲁棒性差等问题。文中首先利用反馈精确线性化将FMSS由高阶非线性系统转化为2个完全独立的一阶线性系统,实现了有功和无功电流的完全解耦;然后针对传统滑模控制(sliding mode control,SMC)趋近速度慢、系统收敛性能差以及运动抖振大等问题,设计了一种基于自适应趋近率的改进SMC算法,对电压外环和电流内环进行优化,并通过Lyapunov函数研究了所提算法的稳定性;最后在Simulink软件中,对三端口FMSS在输出功率扰动、交流电压暂降及系统参数摄动等工况下进行仿真分析,结果表明所提控制策略增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力,可有效提升系统的动态响应速度。 展开更多
关键词 智能配电网 柔性多状态开关(FMSS) 模块化多电平换流器 反馈精确线性化 改进滑模控制 完全解耦
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反馈线性化移动电站非线性鲁棒励磁控制 被引量:1
20
作者 刘璞 邵天章 谷志锋 《中国测试》 CAS 北大核心 2014年第5期122-125,共4页
为提高移动电站励磁系统的控制性能,利用状态反馈精确线性化理论和方法,对移动电站不确定和非线性的数学模型进行线性化,通过求解黎卡提不等式,得到其鲁棒励磁控制规律。然后以负载突然变化引起的干扰为例进行仿真,并与传统的PID控制器... 为提高移动电站励磁系统的控制性能,利用状态反馈精确线性化理论和方法,对移动电站不确定和非线性的数学模型进行线性化,通过求解黎卡提不等式,得到其鲁棒励磁控制规律。然后以负载突然变化引起的干扰为例进行仿真,并与传统的PID控制器进行对比分析,说明该控制器具有很强的干扰抑制能力,证明其在改善小型电网络动态特性上的优越性。 展开更多
关键词 状态反馈精确线性化 励磁系统 鲁棒控制 干扰抑制
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