基于风速估计的风力机状态反馈滑模容错控制

针对风力机变桨距执行机构突变故障,提出了基于风速估计的自适应状态反馈滑模容错控制策略.首先,设计了基于自适应状态反馈滑模理论的鲁棒主动容错控制器,并结合全阶补偿器对控制律进行设计;然后,利用基于变速灰狼优化算法的组合径向基函数神经网络实现风速估计,可以改善风速测量精度并提高控制系统可靠性;最后,根据线性矩阵不等式和Lyapunov理论对控制器稳定性进行讨论,并与现有控制策略进行比较.仿真结果表明,在健康/故障的变桨距执行机构条件下,所提容错控制方法均能获得较好的控制效果.     

基于VIENNA整流器的多电飞机直流负载稳定研究

针对多电飞机负载的大功率突变、能量回馈以及恒功率特性，考虑飞机直流母线负载鲁棒稳定问题，提出一种新颖的基于VIENNA整流器的直流母线供电方法，考虑到外界干扰和未建模动态对系统的影响，利用干扰观测器，结合滑模控制方法，实现了对状态的观测和对干扰的估计，获得了适用于VIENNA整流器的滑模控制器，保证了直流母线鲁棒稳定。仿真结果表明:相比于传统供电方法，所提供电方法提高了母线电压响应速度，增强了系统鲁棒性。     

基于保护映射理论的航空发动机增益调度控制

针对具有强非线性特性的航空发动机控制问题,提出将基于保护映射理论的控制方法用于航空发动机控制系统设计中。首先,基于某型涡扇发动机非线性模型建立线性变参数LPV(linear parameter varying)模型。然后,采用基于保护映射理论的控制方法设计调度参数变化范围内的增益调度控制器,在设计过程中,只需通过任意给定的初始控制器参数就可以自动得到满足性能要求的控制器参数集合,避免了在多个平衡点进行控制器设计。最后,以非线性模型为被控对象,在飞行包线内的不同工作点进行仿真验证,结果表明,基于保护映射理论的控制方法在解决航空发动机控制系统的非线性问题时具有显著的效果。     

基于自适应非奇异智能终端滑模观测器的风力机载荷增广预测控制

为有效降低风力机在高风速运行时的不平衡载荷,提出一种基于自适应非奇异智能终端滑模观测器的载荷增广预测控制策略。首先,针对模型不匹配导致的模型预测控制性能下降的问题,将指令跟踪误差与系统状态的变化量增广为状态向量,设计增广预测模型以消除稳态跟踪误差;其次,设计自适应非奇异终端滑模观测器对系统状态进行估计,以提高控制系统的可靠性;然后,设计多目标变速灰狼优化算法同时对控制器和观测器参数寻优;最后,基于Simulink仿真平台验证了所提控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略可有效消除稳态误差,缩短调节时间并提高控制性能。     

基于电流优化的双三相PMSM开路故障容错控制

针对表贴式双三相永磁同步电机的开路故障问题,提出了一种基于电流优化的容错控制方案。首先根据基本的Park变换,推导出一种可实现定子电感解耦的坐标变换矩阵。建立了一相开路故障下的数学模型,分析出定子电流中的谐波分量是造成转矩脉动的原因,将开路故障下的容错控制问题转换为d、q轴参考电流的多目标优化问题。其次针对传统的灰狼优化算法初始种群分布不均匀、易陷入局部最优的缺点,提出了一种Kent映射-粒子群-灰狼优化算法,实现故障状态下对电流参数的快速精确寻优,获得最大平均转矩的同时使转矩脉动最小化。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于GWO-PSO优化的三级式发电机二自由度分数阶PID调压控制

针对航空三级式发电机存在建压超调、响应速度慢、电压稳定性差、负载扰动等问题,在双环调压结构的基础上,设计了一种基于灰狼混合粒子群算法(GWO-PSO)优化的二自由度分数阶PID(2DOF FOPID)调压控制器。利用二自由度控制,增强抗干扰和目标跟踪能力;结合分数阶控制,使参数的整定更加灵活,并具有对被控对象参数变化不敏感的特点,可以提升系统的控制性能;改进的GWO-PSO以灰狼优化算法的机制开始搜索过程,然后用PSO算法改进灰狼的位置,以平衡算法的局部搜索和全局开发的能力,利用改进的优化算法对2DOF FOPID控制器进行参数优化。仿真结果表明,所设计的控制器具有响应速度快、超调小的优点,提高了发电机的动静态性能和抗扰能力。     

滑模控制方法在硬盘磁头定位控制中的应用

对硬盘驱动伺服系统应用了滑模控制系统,包括采用近似时间最优控制的寻道控制及基于滑模控制的跟踪控制;为了调节系统快速到达稳态的时间并削弱抖振对于硬盘磁头系统的影响,设计了一种新的随时间变化的离散趋近律的滑模控制策略,引入二次型李亚普诺夫函数证明滑模面的到达性及渐近稳定性;通过仿真验证了该改进离散趋近律在寻道跟踪控制过程中的快速性。     

航空发动机变参数模型与滑模控制研究

涡轴发动机是一类复杂的非线性系统,传统的控制方法只能在小范围内取得较好的控制效果。本文基于BP神经网络的方法建立了涡轴发动机在飞行包线内的变参数模型,结合滑模变结构控制算法的优点,提出了一种基于PID趋近律的滑模变结构控制方法。使用该方法与变参数模型,使得发动机在飞行包线内任意点都能够取得很好的控制效果。