Abstract ：

随着人类对清洁的可再生能源的探索和研究，太阳能光伏以其独有的特性成为全球研究的焦点，而光伏并网发电是其进一步的发展方向。对于光伏并网发电系统而言，并网逆变器是其核心部分，也是其技术的关键点。目前，应用于光伏并网发电系统的逆变器主要是传统的电压源型逆变器和电流源型逆变器，它们具有自己的拓扑结构和工作原理，但是在概念和理论上存在一些不足和局限性。例如：使用传统电压源型逆变器时需要加入Boost升压环节，并且不能允许逆变桥同一桥臂上的两个开关管同时导通等。这些局限性使系统的应用成本加大，同时使转换效率下降。基于以上问题，同时也为了提高并网系统的可靠性，本文采用了一种独特的逆变结构——Z源型逆变器，在对其进行深入分析和说明的基础上，对光伏并网发电系统的整体进行了研究，并完成了Z源光伏并网发电系统的硬件设计和软件设计。本文详细分析和研究了单相Z源型逆变器的拓扑结构和基本工作原理，对电压型Z源逆变器的开关状态、换流过程以及特有的直通状态控制方法进行了深入分析，说明了其结构的特殊性。根据Z源型逆变器的工作特点，采用状态空间平均法对其进行了数学建模，并得到系统控制的相应传递函数。本文还研究了单相Z源型光伏并网逆变器的控制策略，重点分析了并网电流环中的前馈控制策略，采用电压和电流闭环下的SPWM控制方式来控制并网电流。在设计Z源电容电压反馈环节时，引入了模糊PI调节器，克服了传统PI调节器对时变和非线性系统控制性能差等缺点。利用MATLAB/SIMULINK软件对Z源光伏并网发电系统建立了完整的仿真模型，验证了控制策略的合理性和可行性。根据光伏电池的数学模型，从实际应用角度建立了其仿真模型，分析了当环境温度和光照强度变化时，光伏电池的输出特性会受到影响。详细分析了扰动观测法MPPT控制，并建立了仿真模型。为了验证理论分析的正确性，搭建了功率为1000W的基于单相电压模式Z源型逆变器的光伏并网发电系统。在硬件方面，对其主电路参数进行了设计，设计Z源电容时，要考虑电压纹波和二次谐波量；设计Z源电感时，要考虑其谐振情况和纹波电流；设计并网电感时，要考虑其抑制谐波电流和快速的电流跟踪能力；选择功率开关管时，要考虑器件的耐压能力和电流峰值。对系统控制电路设计进行了详细说明，并通过电路仿真和实验验证了电路设计的合理性和正确性。在软件方面，详细阐述了系统整体的软件设计思路和各部分的流程图。最后，通过实验结果验证了Z源型逆变器的可行性和该系统整体设计的合理性。

Keyword ：

Z源型逆变器光伏并网最大功率点跟踪直通模糊PI调节器

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

电机控制属于数控系统底层控制部分，直接影响控制系统的精度和性能，工业生产对其性能要求越来越高。异步电机以其结构简单、制造使用维护方便、廉价、运行可靠等独特的优势，广泛应用于工业生产。但是，异步电机是一个多变量、强耦合的高阶非线性系统，控制难度非常大。随着高性能的数字处理器逐步用于电机控制系统，使得矢量控制等高性能，复杂的智能控制方法用于异步电机得以实现。另一方面，嵌入系统已经应用到生活和工业的各个方面。面对快速变化，功能复杂的开发需求，传统的项目开发方法已暴露出诸多不足，急需探索新的项目开发方法。本文先对异步电机结构和机械特性进行了深入研究，采用Ansys/maxwell软件建立了异步电机有限元模型，通过电磁场分析获得了异步电机的机械特性和电机参数。研究了异步电机的稳态和动态数学模型，通过坐标变换，得到了异步电机在三相静止、两相静止、两相旋转坐标系上的状态方程。研究了异步电机的起动和制动特性，对异步电机的标量控制，矢量控制，和直接转矩控制等变频控制算法进行了理论研究和仿真分析，并在转速辨识的基础上，推导出转动惯量和负载辨识的方法。研究了基于模型设计的思想方法，采用底层驱动结合自动代码生成的嵌入系统开发方式，利用仿真模型自动生成嵌入式代码，实现异步电机的控制程序，提高了嵌入系统的开发效率和质量。设计了以DSP为核心的异步电机伺服驱动器和电机伺服性能实验台。进行了异步电机起动特性实验，恒压频比控制和无速度传感器控制实验研究，实验结果表明采用基于模型设计的方法和设计的伺服驱动器能很好地实现异步电机的控制，恒压频控制转速1200rpm以上波动小于0.2%，无速度传感器转速观测600rpm以上误差在5%以内。

Keyword ：

异步电机恒压频比控制无速度传感器控制基于模型的设计

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

摘 要 随着工业技术的发展和工业生产对产品制造加工精度要求的不断提高，控制技术已经渗透到了各种工业生产之中。线性系统控制理论经过几十年的发展已相当成熟，但其都有一个基本要求，就是必须精确建立被控对象或过程的线性数学模型。而实际工业生产中的被控对象或过程几乎都是具有不确定性和外界干扰的非线性系统，比如工业机器人、电力系统等，其难以建立精确的模型，无法依靠传统的线性理论加以控制。因此，研究不确定性和外界干扰条件下的非线性系统控制方法，具有重要的理论意义和实际需要。本文针对满足严格反馈型的非线性系统提出了一种新的自适应鲁棒模糊控制方法，并通过Matlab仿真实验验证了控制器的有效性，主要研究工作如下。 （1）提出了一种自适应鲁棒模糊控制器的设计方法。本文以Backstepping方法作为设计控制器的结构框架，并将小增益定理的条件融入设计过程，采取“分而治之”的原则，对被控非线性系统进行逐级控制，从而实现系统整体的稳定控制。 （2）用小增益定理证明了所设计的控制器可以实现系统的输入-状态稳定性，保证系统的解一致最终有界。 （3）利用遗传算法的优化功能，调用Matlab遗传算法工具箱，使遗传算法与Simulink中的控制系统模型相互协作调用，对控制器中的关键参数进行全局寻优，从而找到适合控制系统的“最优”参数，以提高控制系统的控制精度和响应速度。 （4）以一级倒立单摆、单连接机械手臂和加入挠性关节的机械手臂为被控对象，研究并建立了三组被控系统的Simulink模型，并对各被控系统设计了控制器，最后在Simulink环境中进行了仿真实验。仿真实验的运行结果验证了该控制器能对严格反馈型非线性系统进行稳定控制，且参数优化在提高控制精度方面发挥了显著作用。 关 键 词：非线性系统控制；反演设计；小增益定理；参数优化 论文类型：理论研究

Keyword ：

非线性系统控制反演设计小增益定理参数优化

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

随着科技与社会的不断发展，开发利用新能源和可再生能源成为大多发达国家和部分发展中国家21世纪能源发展战略的基本选择。分布式发电与大电网集中供电相结合的供电模式是21世纪电力发展的主要方向。可再生能源分布式发电系统是基于新能源尤其是风能、太阳能和生物质能的技术进步和社会能源结构调整，不同技术领域的整合，具有低污染的，灵活高效的小型电力系统。风力发电和沼气发电是可再生能源分布式电网的主要组成部分，现在风力发电机组主要为定转桨和变速恒频发电机组，由于风机转速控制系统存在非线性部分，目前对变速恒频机组控制主要在于控制发电机输出频率保持为工频，这样传统的控制对风能的捕获存在不足。沼气发电机组由于采用内燃机和气体燃料，难于建立精确的数学模型，这使得很难应用传统控制来对机组进行功率控制系统设计。自抗扰控制器（Active Disturbance Rejection Controller, ADRC）是在解决非线性系统控制问题上逐步发展起来的，从其设计思想源头至今已经经历了 20 年发展过程。自抗扰控制器是一种新的控制方法，是指在没有控制对象的精确数学模型下，只通过对象输入和输出以及期望的控制目标，利用输入和跟踪微分器来获取对象的其它输入并通过状态扩张观测器检测输出来得到系统其它状态量以及外界对系统的干扰，观测到的状态变量与控制输入经过微分跟踪器的信号进行比较通过组合得到控制系统执行器的控制量输入，使系统达到期望的目标的一种控制方法。这种控制方法通过输入跟踪微分器和状态扩张观测器以及对象输出形成的一个闭环结构，其核心是状态扩张观测器，通过扩张状态观测，只需检测对象输出，可以避免利用物理检测工具对其它系统状态变量的测量，并且可以利用扩张出的状态变量来代替控制系统中的非线性部分以及多变量系统中各变量对象中的耦合部分，所以自抗扰控制器具有对非线性系统和变量耦合系统具有很好的控制效果。本文的主要研究内容如下：首先，对自抗扰控制器的结构进行分析，在针对自抗扰控制器存在许多参数难以确定的问题，对一阶和二阶自抗扰控制器中的跟踪微分器、状态扩张观测器以及控制量组合在不同频率控制信号输入的情况下进行理论分析，得出参数与输入信号的频率和幅值之间的关系，并利用这样的关系整定控制器的参数，在仿真中验证了关系式具有正确性。其次，风力发电系统中风速输入的时变性以及对转速控制系统具有三次方关系，为了获得风能的最大捕获，需要控制发电机转速达到输入风速的最佳转速，利用自抗扰控制器中状态扩张观测器将风速输入转换为一个扩张的状态变量，从而实现了风机转速系统只需要输入风速和测量实际风机转速就可以实现最佳转速跟踪控制。沼气发电机组中的气体处理装置影响着内燃机的输出性能，本文设计了一种脱硫气体处理装置。在对沼气发电机组燃烧过程以及发电过程的分析基础上，设计了功率自抗扰控制系统，并应用仿真验证了控制系统的正确性。最后，在第二章理论分析下利用电子电路构建了一阶跟踪微分器、二阶状态扩张观测器、一阶自抗扰控制器、二阶跟踪微分器、三阶状态扩张观测器和二阶自抗扰控制器，实验结果表明了本文自抗扰控制器参数整定的方法的正确性。在第三章理论分析基础上，搭建了以TMS320LF2812为核心的永磁同步风力发电系统转速控制实验平台，通过实验验证了自抗扰控制系统比传统PID控制系统具有响应速度快，稳态误差小以及抗干扰能力强的优点。

Keyword ：

自抗扰控制分布式发电系统风力发电系统永磁同步电机

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

气动系统以其自身的优点，在工业自动化领域中得到愈来愈广泛的应用。但由于气动系统的强非线性和固有频率低等弱点，使得气动系统的控制与液压系统相比，难以获得满意的结果。本文主要以气动非线性系统为研究对象，对气动系统的基本特性和非线性系统控制方法进行了研究。本文主要进行了以下几个方面的研究： 1）气动伺服系统是一个具有较强非线性的系统，本文建立了该系统的非线性数学模型，并对气缸的摩擦力及阀的特性进行了实验研究。在对气动位置伺服系统基本响应特性进行理论分析的基础上，设计出基于压力反馈的非线性摩擦力前馈控制器，

Keyword ：

迭代学习控制 反馈线性化 滑模变结构控制 气动伺服系统 气动摩擦离合器和制动器

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

研究一类单输入单输出非线性系统的自适应控制问题,这类系统能用有限阶离散Volterra级数模型表示.采用递推最小二乘算法进行参数估计,并通过解高次方程得到控制律.结合反馈型Volterra级数系统的局部L稳定理论,证明了算法的局部收敛性质.通过对一个化工连续搅拌反应器(CSTR)的过程控制进一步验证了该算法的有效性.

Keyword ：

Volterra级数模型 非线性系统控制 自适应控制

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

构造一种改进型Volterra基函数网络,其特点是结构简单,容易离线确定最佳网络结构和初始权值.通过利用该网络在线学习非线性系统的逆,构造出一种非线性系统的直接自适应逆控制策略,并从理论上证明了闭环系统跟踪误差一致最终有界.仿真结果表明该方法的鲁棒性能良好.

Keyword ：

Volterra基函数网络 非线性系统控制 自适应逆控制

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

提出了一种基于Volterra基函数(VPBF)网络的非线性系统自适应逆控制方法.对象和逆控制器各用一个VPBF网络表示,应用正交最小二乘算法进行离线网络结构确定和权值初始化,构造了一种动态归一化非线性最小均方(DNNLMS)权值更新算法,以进行网络权值的在线学习.仿真结果表明,该方法具有算法简单、学习速度快、鲁棒性能好等优点.

Keyword ：

非线性系统控制 沃泰拉基函数 自适应逆控制

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

近年来，关于不确定非线性系统的控制研究问题受到控制理论和控制工程界的普遍重视．由于非线性系统固有的多样性和复杂性，使得非线性系统控制理论成为极具挑战性的一个研究方向．人们在实际中遇到的大部分受控对象都具有不确定性和非线性，因而这一研究领域的任何有益探索都会受到控制工程界的密切关注． Volterra泛函级数模型是非线性系统的一种重要模型．作为一种非参数模型，其优点在于可以利用输入输出数据直接辨识得到其模型，而不需要象微分方程之类的参数模型那样进行复杂的结构辨识．基于Volterra级数模型设计非线性

Keyword ：

非线性控制系统，Volterra级数模型，自适应控制，内模控制，鲁棒控制，Volterra基函数网，非线性系统的p阶逆，广义频率响应函数

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

反馈线性化是研究非线性系统的重要方法，是线性系统理论和非线性系统分析的桥梁，为研究丰富多样的非线性系统提供了统一的理论框架。作为对反馈线性化方法的补充与扩展，各种近似线性化方法可以在很大程度上简化非线性系统分析，且可以适用于更广泛的系统。本文比较详细地讨论了基于伪线性化原理的非线性系统控制理论，包括反馈控制、输入约束控制、预测控制、奇异控制等方面的内容，以期建立伪线性化非线性系统控制的系统框架。全文的主要内容和创新如下： 一．在系统研读现有文献的基础上，阐述了非线性系统控制理论的发展，讨论了非线性系

Keyword ：

反馈控制 非线性系统 奇异摄动 伪线性化 预测控制

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。