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基于输入输出反馈线性化的UPQC滑模控制
马练哲;司良群;万健如
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2015(049)009
【摘要】为实现统一电能质量调节器(UPQC)串、并联侧的协调控制并提高控制精度和鲁棒性,根据UPQC在同步旋转坐标系下低频数学模型的特点,进行UPQC输入输出反馈线性化,并在此基础上对电压、电流补偿单元分别采用高阶滑模控制(HOSMC)和基于指数趋近率的SMC.Matlab/Simulink仿真分析表明了所提控制方法能够同时实现抑制电压跌落、电压畸变、电流谐波等功能;较之传统比例积分(PI)控制,其鲁棒性更强、控制精度更高.样机实验证明了所提控制方法能够实现UPQC的协调控制.
【总页数】4页(P48-51)
【作者】马练哲;司良群;万健如
【作者单位】天津大学,电气与自动化工程学院,天津300072;重庆能源职业学院,重庆402260;天津大学,电气与自动化工程学院,天津300072
【正文语种】中文
【中图分类】TP214
【相关文献】
1.基于输入输出反馈线性化控制的光伏并网控制策略分析 [J], 李锐;邱晓燕
2.基于输入输出反馈线性化的移动机器人混合编队控制 [J], 王佳佳;马磊;韩晓霞;
徐智豪
3.基于输入/输出反馈线性化的SMES控制策略研究 [J], 林晓冬;雷勇;杨超
4.基于输入输出反馈精确线性化的三相APF控制 [J], 浦星材; 邓玉章; 张清扬; 洪刚
5.基于输入输出反馈线性化的单相异步电机直接转矩控制 [J], 唐小钢;张超
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电网电压不平衡下MMC-SST反馈线性化滑模控制策略程启明;陈颖;孙英豪;傅文倩
【期刊名称】《南方电网技术》
【年(卷),期】2024(18)3
【摘要】将模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)投入到固态变压器(solid state transformer,SST)系统中时通常采用比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制方法,但这种策略存在参数选取繁杂、动态性能较差的缺点。
为了提高系统的动态性能并简化参数选取,提出了MMC-SST反馈线性化滑模控制策略。
首先建立了MMC-SST整体仿真模型。
然后建立了采用反馈线性化滑模控制的MMC-SST控制模型。
最后利用
MATLAB/Simulink平台将所提的控制方法与常规PID控制策略作了仿真比较,验证了所提反馈线性化滑模控制策略具备参数选择容易、动态性能优良的优势。
【总页数】9页(P129-137)
【作者】程启明;陈颖;孙英豪;傅文倩
【作者单位】上海电力大学自动化工程学院;国家电网山东省电力公司德州供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM721.1
【相关文献】
1.不平衡电网电压下基于滑模变结构控制的双馈风电系统转子侧变流器控制策略
2.不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略
3.电网电压不平衡条件下VIENNA整流器滑模控制策略
4.不平衡电网下MMC-UPFC的反馈线性化滑模控制
5.不平衡电网电压下MMC滑模变结构控制策略
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控制系统中的非线性控制与模型控制比较控制系统是现代工程中不可或缺的一部分，它可以用来管理和调节各种工艺过程，确保系统稳定运行。
在控制系统中，常常需要采用不同的控制方法来满足不同的需求。
其中，非线性控制和模型控制是两种常见的控制方法。
本文将对这两种控制方法进行比较并探讨它们的优缺点。
一、非线性控制非线性控制是一种基于非线性系统理论的控制方法，适用于那些存在非线性特性的系统。
非线性系统通常具有复杂的动态行为，传统的线性控制方法难以对其进行有效控制。
非线性控制通过利用非线性特性来提高系统控制的性能。
它可以更好地适应系统的非线性特性，并对系统动态行为进行更精确的建模。
非线性控制方法常用的有反馈线性化控制、滑模控制、自适应控制等。
优点：1. 非线性控制可以更好地适应系统的非线性特性，提高控制的精确度和性能。
2. 非线性控制方法鲁棒性好，对系统参数变化和外部干扰具有较强的鲁棒性。
3. 非线性控制可以通过设计非线性控制器来实现更复杂的控制策略，适用范围广。
缺点：1. 非线性控制方法的设计难度较大，需要较深入的系统理论知识和数学工具的支持。
2. 非线性控制方法的计算复杂度高，对计算资源要求较高。
3. 非线性控制方法对系统建模的准确性要求较高，建模误差可能会导致控制性能下降。
二、模型控制模型控制是一种基于数学模型的控制方法，它通过建立系统的数学模型来设计控制器，实现对系统的控制。
模型控制方法广泛应用于各个领域，如传统PID控制、最优控制、自适应控制等。
模型控制方法通常采用线性控制器，即在系统模型的基础上设计线性控制器，根据系统模型和控制目标进行参数调整。
模型控制方法注重对系统进行准确的建模，以便设计出更精确的控制器。
优点：1. 模型控制方法的设计和分析相对容易，基于数学模型进行设计可以提供较好的指导。
2. 模型控制方法的计算复杂度相对较低，适用于计算资源有限的情况。
3. 模型控制方法对系统建模的要求相对较低，容易实现。
内燃机怠速控制的模型和方法设计D. Hrovat and Jing SunFord Research Laboratory, P.O. Box 2053, MDI170 SRL, Dearborn, MI48121, USA （Received March 1997; in final form June 1997）摘要:本文调查应用于怠速控制（ISC）的不同的内燃发动机模型和控制设计方法。
发动机线性模型用于控制系统的分析与综合，非线，性模型用于计算机的仿真和控制的设计验证。
调查内容包括在生产中经常出现经典设计及那些基于先进控制理论等，例如H和I,控制列出50余篇参考文献。
版权？思唯尔出版公司1997 尖键词：汽车控制；怠速控制；发动机模型；LQG空制；鲁棒控制；前馈控制。
1•引言怠速控制（ISC）是最通用和基本的汽车控制问题，它是汽车控制研究人员和从业者面临典型的难题。
车辆在城市怠速工况（Jurgen, 1995）平均燃料消耗约30%，在未来增加的交通负荷将进一步增加油耗百分比。
因此，在空载时优化车辆和传动系统的运行是很重要的，特别是在与进燃料经济性，降低排放量，保证燃烧稳定性好，噪声，振动和舒适性（NVH方面的需求相矛盾。
丄通常为了更好的燃油经济，性，应该把发动机的转速调得尽可能彳氐o经验表明，定容循环（CVS怠速每降低100转近似于每加仑可以多行一英里以促进燃油经济性。
速度不应过低以至于影响汽车NVH附件（例如，发电机，）性能，燃烧质量。
例如，必须防止发动机熄火可能性的所有操作。
此外，怠速附近的过渡工况应平稳控制。
发动机怠速控制的主要目标是尽管有空调，动力转向，发电机等附件负载扰动和突增的汽车传动动力使转矩不均匀时也要维持所需的转速。
此外，针对大批量生产的发动机工作在不同的怠速条件（荷载，温度）应能有效的控制，包括不同运行年限，不同的驾驶客户，在千里之外巨变环境条件。
怠速控制器的主要是输入量是发动机转速。
非线性系统控制方法研究与应用非线性系统控制是现代控制理论的一个重要分支，它对于控制系统的稳定性和性能具有重要意义。
与线性系统相比，非线性系统具有更复杂的动态行为和更具挑战性的控制问题。
因此，研究和应用非线性系统控制方法对于解决实际问题具有重要意义。
在非线性系统控制方法研究与应用领域，有许多方法被提出和应用，下面将介绍其中几种较为常见的方法。
首先，反馈线性化方法是一种常用的非线性系统控制方法。
该方法通过将非线性系统线性化，然后设计线性控制器来实现非线性系统的控制。
该方法适用于非线性系统近似线性的情况。
通过线性化得到的线性系统可以利用现有的线性控制器设计技术进行控制。
其次，自适应控制是另一种重要的非线性系统控制方法。
自适应控制通过调整控制器参数或结构来适应系统的变化和未知参数，以实现对非线性系统的控制。
自适应控制方法对系统的变化和不确定性具有较好的鲁棒性和适应性，因此在非线性系统控制中广泛应用。
第三，模糊控制是一种基于模糊逻辑的非线性系统控制方法。
该方法通过将模糊逻辑应用于控制系统中，将输入和输出之间的复杂关系以模糊集合和规则的形式表示，然后通过模糊推理和模糊控制规则来实现对非线性系统的控制。
模糊控制方法适用于非线性系统具有模糊和模糊性质的情况。
第四，神经网络控制是一种利用神经网络进行非线性系统控制的方法。
神经网络具有非线性映射和逼近能力，可以通过学习和训练来实现对非线性系统的控制。
神经网络控制方法适用于非线性系统具有较复杂的动态行为和复杂的非线性关系的情况。
最后，鲁棒控制是一种对非线性系统进行控制设计的方法。
鲁棒控制通过引入鲁棒性设计，来应对系统的不确定性、扰动和外部干扰，以实现对非线性系统的鲁棒控制。
鲁棒控制方法对于非线性系统的参数变化、模型不确定性和干扰等具有较好的稳定性和鲁棒性。
除了上述方法，还有很多其他的非线性系统控制方法，如模型预测控制、滑模控制、混沌控制等。
这些方法各自具有不同的特点和适用范围，在实际应用中可以根据具体需求选择合适的方法。
基于精确反馈线性化的直流微电网双向直流变换器反步滑模控制王宝华;蒋力【摘要】The variation of the bus voltage in the DC micro network has a great influence on the load. In the process of regulating the DC bus voltage by the energy storage system through the bi-directional DC converter, the duty cycle will change by a wide margin, which leads to serious nonlinear problem and unstable bus voltage. To solve the problems, backstepping sliding mode variable structure control is combined with exact feedback linearization, which is applied to the bi-directional DC-DC converter. The non-minimum phase characteristics and variable structure features of the converter are solved. The method can guarantee the robustness and stability of the system under uncertain and nonlinear conditions and external disturbances. The converter state equation is analyzed firstly, and the exact feedback linearization model through coordinate transformation is deduced and then the backstepping sliding mode controller is designed. Finally, the results of simulation built by PSCAD demonstrate the validity and superiority of the proposed control scheme.%直流微网中母线电压的变化对负载有很大的影响.储能系统通过双向直流变换器调节直流母线电压的过程中,占空比会大幅度变化,使变换器呈现严重的非线性,导致母线电压不稳定.针对这一问题,将精确反馈线性化与反步滑模控制相结合应用于双向直流变换器中,解决了变换器的非最小相位特性和变结构特性,保证了系统在不确定性和非线性条件下、外界干扰情况下的鲁棒性和稳定性.首先分析了变换器的状态方程,通过坐标变换推导出精确反馈线性化模型,并在此模型上设计了反步滑模控制器.最后利用PSCAD软件进行仿真,验证了所提控制方法的有效性及优越性.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2018(046)002【总页数】7页(P43-49)【关键词】直流微电网;双向直流变换器;精确反馈线性化;反步滑模;直流母线电压控制【作者】王宝华;蒋力【作者单位】南京理工大学自动化学院,江苏南京 210094;国网无锡供电公司,江苏无锡 214000【正文语种】中文微电网将分布式电源、储能装置、负荷及控制系统等结合，形成一个协调可控的、能够自我管理的系统[1-2]。
非线性系统的控制方法研究一、引言非线性系统是现实世界中常见的一种数学模型，在许多领域都有着广泛的应用，例如控制工程、物理学、化学、生物学等等。
但是，由于非线性系统本身的复杂性，其控制方法相对于线性系统而言更加困难。
因此，非线性系统的控制方法一直是控制理论和应用研究的热点之一。
本文将介绍几种常见的非线性系统的控制方法，并针对每种方法进行分析和评价。
二、背景知识在介绍非线性系统控制方法之前，先介绍一些相关的数学知识。
1. 非线性系统非线性系统是指系统的状态量之间存在非线性关系的系统，它的数学模型为：$$ \dot{x}=f(x,u) $$其中，$x$是状态向量，$u$是输入向量，$\dot{x}$是状态向量$x$随时间的变化率，$f(x,u)$是状态向量$x$和输入向量$u$的某种非线性关系函数。
2. 状态反馈状态反馈是指将系统的状态作为反馈信号，通过对反馈信号进行处理，得到控制量，控制系统的输出和状态实现指定目标的方法。
状态反馈可以通过线性控制算法实现，也可以通过非线性控制算法实现。
3. 自适应控制自适应控制是指通过实时、自动地获取系统的信息，改变控制策略或外加干扰变量，使系统能够自行调整以满足要求的控制系统。
4. 非线性规划非线性规划是指目标函数和约束条件不具有线性关系的优化问题。
非线性规划可以通过各种优化算法解决。
三、非线性系统的控制方法1. 反馈线性化控制反馈线性化是一种将非线性系统转化为等效线性系统，然后基于线性系统控制理论设计控制器的方法。
反馈线性化应用广泛，特别是当系统的非线性特性较弱或者非线性部分相对于整个系统较小的时候。
反馈线性化的基本思想是将非线性系统通过状态反馈变换成线性系统。
通过对系统进行状态变换和对输入进行适当处理，使得非线性系统的某些部分变成线性部分，然后对这个新系统进行线性控制。
反馈线性化的优点在于其简单性和易于操作性，缺点在于其对非线性特性的要求较高，且对系统的状态变量需要足够准确的测量。
反馈线性化最优滑模变结构励磁控制李莹;杨宜民;邹经湘【摘要】将滑模变结构控制具有对摄动的完全自适应性与反馈线性化理论和最优控制理论结合起来,针对励磁系统,提出了一种基于反馈线性化最优的滑模变结构控制方法,给出了控制器的设计过程,避免了通常设计滑模变结构控制器时参数选取的盲目性,保证系统运行在较佳状态,且按指数趋近律设计的滑模变结构控制器不易产生抖动.仿真结果表明,这种方法能够充分发挥滑模变结构控制的鲁棒性优点,对电力系统具有较好的稳定作用.【期刊名称】《自动化与信息工程》【年(卷),期】2000(021)004【总页数】4页(P5-8)【关键词】反馈线性化最优;滑模变结构;励磁控制【作者】李莹;杨宜民;邹经湘【作者单位】广东工业大学自动化学院;广东工业大学自动化学院;哈尔滨工业大学航天学院【正文语种】中文【中图分类】TM712改善与提高电力系统运行的稳定性对国民经济有着非常重要的意义。
励磁控制技术作为提高电力系统稳定性的重要手段之一，而得到重视并不断完善和发展。
滑模变结构控制以其在滑动模态对摄动和外扰具有良好鲁棒性的特点，而成为对非线性系统进行有效控制的一种重要形式，并被引入到了励磁控制系统[1]～[3]。
文献[1]从稳定发动机的输出电压和功率出发，设计了一个带积分补偿器的滑模变结构励磁控制器，并给出了一种控制器参数的优化设计方法。
其缺点是需要2个变结构调节器组成，且继电器型控制量在稳态时存在抖动，需用积分器去消除抖动。
文献[2][3]在比例式励磁调节器的基础上附加了一个滑模变结构控制量，使系统稳定特性得到了明显改善。
但上述控制器的参数均是按经验选取的，不能保证控制器工作在最优或次最优状态。
针对上述问题，本文提出一种非线性最优滑模变结构控制的励磁控制器，按指数趋近律设计滑模变结构控制律以削弱抖动，按非线性最优化选择控制器参数以使系统工作在最优或次最优状态，并对系统扰动具有良好的稳定效果。
根据电力系统及发电机模型，可列写出具有快速励磁控制的单机无穷大输电系统的状态方程为[4]：式中，δ为发电机转子运行角；ω为发电机转子角速度；ω 0为同步角速度； Pm 为发电机机械功率； Pe为发电机电磁功率；H为发电机惯性时间常数；D为发电机阻尼系数； E'为q发电机q轴暂态电势； Eq为发电机q轴空载电势； Tdo为发电机定子开路时励磁绕组时间常数；V f为发电机励磁电压。
