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基于模型匹配的鲁棒控制

0 引言模型的匹配是使闭环系统匹配一给定模型,其控制性能指标可由给定的模型得以反映.该应用在参考模型自适应控制方案中已得到了体现.然而,在实际生产过程中,由于被控对象往往存在着不确定性和不可测扰动,单纯采用模型匹配方案所得到的控制系统的鲁棒性能往往较差.文献[1]将模型匹配问题与H∞控制方案相结合,得到了较好的控制效果.文中结合实际,提出了一种基于模型匹配的串级控制方案.在内环设计上,基于H∞方法设计了鲁棒控制器.主控制器的设计主要是考虑系统的时域性能指标,使系统在具有鲁棒稳定性的同时,时域性能指标也得到保证,从而为解决实际控制系统设计提供了一个实用的方案.1 串级控制结构及其实现11 串级控制结构串级控制系统是利用内环消除由于干扰或模型不确定性等因素所带来的影响,利用外环设计达到要求的性能指标,从而实现自动调节,设计的串级控制系统见图1.图1 串级控制系统方框图12 控制器的设计121 鲁棒控制器K2的设计设计内环的目...  (本文共4页) 阅读全文>>

华北电力大学
华北电力大学

微网中分布式发电系统的鲁棒控制方法研究

微网为新能源及可再生能源分布式发电规模化应用提供了有效的技术途径,为分布式电源在智能电网中稳定可靠运行提供了技术保障。微网已成为世界电气工程领域的最新研究热点之一。而微网中光伏电源、柴油发电机组等各类分布式发电系统的模型约简、环境变化、元件老化等因素严重影响微网控制的动态性能品质甚至其安全稳定运行。因此,研究微网中分布式发电系统的鲁棒控制具有非常重要的意义。本文首先阐述了分布式发电和微网的技术特点,归纳了微网鲁棒控制的研究现状,并分析了系统不确定性和鲁棒性的概念以及鲁棒控制理论体系。然后应用回路整形原理提高了微网中柴油机发电系统的抗干扰性。在此基础上,将两自由度H_∞回路整形控制理论应用于柴油机调速系统控制器的设计中,在兼顾整形对象可鲁棒镇定的同时,抑制负荷扰动引起的跟踪误差,提高柴油机调速系统响应精度。最后针对微网中气候环境变化、元件老化等导致的模型参数摄动对光伏发电系统柔性并网的影响,提出一种基于模型匹配的光伏发电系统柔性并...  (本文共52页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于模型的交通流信息检测系统研究

计算机视觉技术是实现图像理解的重要技术,在智能交通系统(ITS)中具有广泛的应用。基于视频图像的交通信息检测具有检测信息全面、监视范围广、成本较低、不影响交通等优点。与其他技术相比,视频技术在处理车辆跟踪、车辆分割、车辆排队等方面,具有明显的优势,是实现交通信息采集的最主要技术手段之一。在“十五”科技攻关项目“交通信息采集设备开发”课题的支持下,本文研究了固定相机条件下的交通流量参数提取、交通场景理解的技术和方法,以及基于嵌入式系统的研发工作,并成功研制一体化和分离式两种类型交通信息采集设备。运动车辆的分割、跟踪和识别是实现交通信息检测的基础,是实现交通场景理解的关键技术。考虑到检测设备的检测功能要求和实时性要求,以及车辆形状和运动方式等有关的先验知识,本文提出了全新的基于立方体模型的车辆描述和识别系统,内容涵盖了实现一个对象识别系统所必须研究的底层处理、模型化和匹配三个方面。并对相机标定、运动信息检测和立方体模型识别等提出了行...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

不确定性线性系统的鲁棒故障观测器设计方法研究

随着生产力和科学技术水平日新月异的发展,现代工业控制系统的规模日趋大型化、复杂化,系统故障发生的几率也随之增大。为了保障控制系统的安全性和可靠性,设计出有效的故障检测系统就显得非常必要。该检测系统能对控制系统的故障进行实时监测,并进行预警,达到减少损失的目的。基于观测器的故障诊断方法是基于模型的故障诊断方法中一种有效手段。由于实际系统建模过程存在模型不确定性、未知扰动等因素的影响,因此本文重点研究了具有模型不确定性线性系统的鲁棒故障观测器设计的问题。由于以往具有不确定性系统的鲁棒故障观测器设计方法采用迭代LM工算法,该算法容易使得故障观测器设计参数陷于局部最优解,针对这种情况,本文采用了模型匹配的算法。为了较好的保证故障检测系统对故障的检测率,参考模型的设计采用了给定故障检测率,降低故障误检率设计指标。并给出了不确定性系统的鲁棒故障观测器设计参数的LMI形式。最后引用算例,并和给定故障误检率优化指标下参考模型的设计方法进行了对比...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

主动表观模型的建模与匹配

随着人类信息技术的不断发展,海量数据使得人们不得不面对知识爆炸的困境。因此,信息的自动化处理逐渐成为人类生产和生活中必不可少的基本需要。如何对图像数据进行自动分析和处理,是计算机视觉与模式识别技术迫切需要解决的难题。主动表观模型(active appearance model,AAM)的诞生正是为了解决这种问题。该方法可以帮助人们自动化地提取可变性目标的形状和纹理特征,并恢复目标图像的结构从而更好地理解图像,因此被广泛地应用于图像和视频信息处理。本文主要针对目前AAM中存在的若干关键问题进行理论分析,并提出相应解决方法。这些问题主要涉及了AAM的形状建模、纹理建模以及模型匹配等过程,并由此提出了新颖的建模和匹配算法,以提高模型在精度和鲁棒性方面的性能。主要的创新性研究成果如下:(1)考虑到像素亮度无法为模型匹配提供足够的信息量,提出一种基于Gabor小波滤波器组的纹理表示方法。利用多尺度多方向的Gabor滤波器组来提取尽可能丰富...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东交通大学
华东交通大学

基于控制器匹配的高速列车广义预测控制方法

高速列车通常都是采用的动车组形式运行,而受到复杂的各种因素影响,动力学模型通常表现有非线性和剧变特性。高速列车运行速度不断地提高,高速列车的非线性特征表现地越来越明显,通常描述中低速列车运行控制方法的动态过程,对于高速列车已经不能有效使用。所以,研究高速列车有效的动态运行控制算法,进而根据控制算法设计出有效的控制器,对于实现高速列车安全、稳定、高效运行有十分重大的研究意义。本论文的具体研究情况如下:针对高速列车的实际运行过程,普通广义预测控制器在列车控制过程中不能修改控制器参数,以至列车运行中遇到外界未知干扰时影响控制精度和稳定性。本文采用基于控制器匹配的广义预测控制(GPC)调优方法,以达到经过调优的GPC与H_∞输出反馈控制器(最优控制器)具有相同的控制效果,并获取GPC调优参数,实现高速列车速度跟踪运行过程的自动控制。由高速列车实际运行过程所建立的模型参数具有随时间变化而变化的特点,采用基于控制器匹配的高速列车广义预测控制...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>