基于自适应动态规划的一类非线性互联系统近似最优控制研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bigtim1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着控制科学领域研究的深入,线性系统中的控制方法已难以满足复杂系统的控制设计需求,因此系统控制的非线性方向研究日益成为关注焦点。在非线性系统中,非线性互联系统是非常有代表性的一类系统,广泛存在于电力、通信等领域。系统中存在的高耦合互联项、非线性环节、控制输入受限等问题,对系统的控制器设计和稳定性保证带来严重影响,大大增加控制器设计的复杂性与困难度。主要针对一类非线性互联系统,采用自适应动态规划方法,基于李雅普诺夫稳定性理论,提出有效的镇定控制策略。首先对非线性互联系统近似最优控制的研究背景进行了介绍,并针对控制器设计过程中涉及到的部分理论与方法,如自适应动态规划、神经元与神经网络等进行了简要的介绍。其次,针对一类含有匹配互联项的非线性互联系统,基于自适应动态规划提出了一种新的分散事件触发控制器,保证了系统的近似最优镇定和稳定性。通过设计新的分散控制结构,避免了互联系统控制器设计的解耦问题。通过采用事件触发控制方法,避免了控制器的频繁动作,从而降低了控制频率。通过自适应动态规划的方法,避免了在非线性最优控制中哈密顿-雅可比-贝尔曼方程难以求解的问题。通过李雅普诺夫理论,证明了在所设计的控制器下闭环系统的所有信号均为一致最终有界。通过计算机仿真实验,对所提出的控制方法的有效性进行了验证。最后,针对一类具有控制受限的不匹配互联的非线性互联系统,基于自适应动态规划提出了一种新的分散输入受限控制器,保证了系统的近似最优镇定和稳定性。针对系统存在的不匹配互联项,设计了分散辅助控制结构处理不匹配项。针对系统的控制器受限问题,设计了非线性转换函数,避免控制器系统对稳定性的影响。通过自适应动态规划的方法近似求解系统最优控制的哈密顿-雅可比-贝尔曼方程。通过李雅普诺夫方法,证明了在所提出的控制策略下闭环系统是一致最终有界的,并通过软件仿真实例对所设计的控制器有效性进行验证。
其他文献
当今社会,清洁能源正逐渐替代传统化石能源,在电力电子领域,光伏发电技术的研究也取得了重大突破。随着光伏分布式并网系统的不断扩大,并网逆变器的控制也在创新发展,经典控制技术在应用过程中改进方法层出不穷,但是这些传统的控制策略面临着设计参数困难、动态响应过程中快速性无法保证的问题。电网侧发生电压跌落故障时,通常使分布式并网系统保持并网运行,采用低电压穿越技术通过向电网侧快速注入补偿电流,来抬升并网侧电
目前,化石燃料的快速消耗及空气污染越发严重,清洁能源逐步变为电力相关研究的重点。微电网能够整合多种分布式电源发电,有着主动性高、灵活性强和安全可靠等优势,也增强了电力系统的电能质量。因此多微网的优化调度研究越来越被学者们关注。本文对考虑多重不确定性的多微网分散式经济调度进行了研究,具体内容如下:首先,介绍了多微网结构图和分散式调度中多微网分区的概念,并建立多微网的分散式调度模型,目标函数是其总运行
随着经济和科技的飞速发展,智能电网逐渐进入到人们的视野当中,其中,微电网凭借其线路损耗率低、能源利用率高、电能质量高等众多优势,被十分广泛的应用于实际中。微电网中的系统控制方法以及微电网的孤岛与并网模式之间的平滑切换都是微电网中十分关键的技术问题。微电网在采用下垂控制时具有较高的可靠性、控制无需互联、实际操作方便等众多优点,从而使得下垂控制在实际微电网中得到广泛的应用。虽然在微电网中应用广泛,但是
信息时代的到来,各种数据呈指数级增加,例如文字、语音、图像信息等。同时随着科技的迅速发展,相比于其他传输媒介,其中图像信息的骤增愈发明显,且人们对于图像信息的感知更为高效。因此,大数据时代下对于图像信息的有效捕捉和分类已成为机器学习最基本的问题。图像分类技术被广泛应用于工业、农业和商业等领域,极大的方便了人们的生产生活,其分类方法已成为一个重要的研究方向。在众多图像分类方法中,极限学习机(ELM)
环形锻件是一种重要的锻造工件,在航空航天、石油化工、核电等领域有着广泛的应用。随着科学技术的发展和环形锻件复杂度的提高,对环形锻件的锻造质量和测量精度提出了更高要求。环形锻件外径尺寸的测量是保证环形锻件达到工艺要求的关键技术,因此,环形锻件外径尺寸的测量精度问题一直以来都受到研究者们的大量关注,如何高效准确的测量环形锻件外径尺寸成为研究的热点。本文针对环形锻件外径尺寸测量精度问题提出两种测量方法,
在新能源并网系统中,逆变器往往需要经过传输线并网,此时电网会呈现弱电网特性,弱电网的特点是需要考虑电网阻抗以及电网侧背景谐波对系统的影响。本文针对两种情况进行分析,分别是逆变器经感性电网阻抗并网,以及经过RLC结构的传输线路并网。两种情况都会使逆变器输出电流中出现谐振问题,而电网侧的背景谐波也会作为激励源加剧谐波谐振现象,从而恶化并网电流,使系统电能质量下降。首先,本文对L型与LCL型两种逆变器的
AC/DC变换器作为电子产品或电器设备中的核心装置而被广泛的应用。只具有单一的升压或降压特性的单相AC/DC变换器在较宽范围输入或输出电压应用场合中,存在输出电压的范围较为局限,且在电压范围内工作效率偏低的问题。单相可升降压AC/DC变换器可以解决此类问题,因此被广泛研究。本文通过将全控整流桥与Cuk变换器进行结合,得到了一种功率因数高、输入电流总谐波畸变率较小、电磁干扰较小的新型单相可升降压AC
电能在大部分用电场合下都须经过电力电子转换器才能供用电设备使用。而传统的电能转换装置会在电网中产生大量的电流谐波,带来电磁干扰进而污染电网,危害系统安全运行,严重的将造成巨大能源浪费和经济损失。故本文针对高次谐波的危害,对PFC(Power Factor Correction)相关技术进行研究。在PFC技术的发展过程中,单相PFC电路由于存在功率等级的限制,常无法满足工业领域应用的要求,三相PFC
随着传统汽车尾气排放污染以及温室效应的愈发严重,各个国家大力发展电动汽车和清洁能源的趋势已经十分明确。在当今电网智能化的不断发展下,探究电动汽车和光伏设施的有效结合方式,可以从根本上降低碳排放从而达到环境友好。电动汽车光伏充电站是把光伏系统和充电设备二者相联系整合的有力途径,需要制定完善合理的运行策略以及能量管理方法,在最大程度上保障用户充电要求的前提下,降低充电行为对电网的影响。同时考虑分时电价
近年来,分数阶微积分研究在科学和工程等众多领域不断发展且得到了学者广泛的关注。相较于整数阶,分数阶具有更好的时间记忆性,且可利用较少的参数更准确地模拟粘弹性材料的本构模型。但是,最新研究发现,在大变形条件下,分数阶本构模型无法高精度模拟粘弹性材料的蠕变行为。对此,学者们提出了用变分数阶模型来描述粘弹性材料在工程中的动力学问题。然而,在目前粘弹性材料变分数阶模型的研究中只着重于模型的建立。在变分数阶