二阶不确定系统有限时间输出反馈方法研究及其在变换器中的应用

发布时间：2024-12-01 04:36

　　在实际工业系统中,类似于二阶不确定性系统的非线性结构比比皆是,因此研究二阶不确定系统的控制问题具有一定的理论和实际意义。例如可将二阶非线性系统控制器设计应用于常见的变换器系统中,如Buck型DC/DC变换器,DC/AC变换器系统等。由于这类系统结构均具有时变性和不确定性的特点,这也使得控制器设计非常具有挑战性,有限时间控制技术是一种新的非线性控制方法,具有快速收敛和抗扰动性能强的特点,可以有效改善闭环系统的控制性能。本论文基于二阶不确定系统的有限时间控制问题展开研究。本文首先综述了二阶不确定系统,有限时间理论及变换器控制技术研究现状。然后分析二阶不确定系统的研究意义,并且引出本文要解决的问题。基于二阶不确定系统,利用推广的反步法设计有限时间状态反馈控制器,并证明了闭环系统稳定性。接着考虑实际系统中状态未知情况,设计基于观测器的有限时间输出反馈控制器,并利用非分离原理证明闭环系统的稳定性。接着,将理论成果应用到Buck型DC/DC变换器和DC/AC变换器系统中。首先,分析Buck型DC/DC变换器的工作原理及建模,并设计了基于Buck型DC/DC变换器系统的有限时间输出反馈控制器,利用Ma...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二阶不确定系统的研究背景及现状
    1.3 有限时间控制的研究背景及现状
        1.3.1 有限时间状态反馈
        1.3.2 有限时间输出反馈与观测器
    1.4 变换器控制技术的研究背景及现状
    1.5 本文选题意义和主要内容
第二章 二阶不确定系统有限时间输出反馈方法研究
    2.1 引言
    2.2 二阶不确定系统研究的意义和问题的形成
        2.2.1 二阶不确定系统研究意义
        2.2.2 问题的形成
    2.3 有限时间控制方法介绍
        2.3.1 有限时间稳定性理论
        2.3.2 相关引理介绍
    2.4 二阶不确定系统有限时间方法研究
        2.4.1 二阶不确定系统有限时间状态反馈方法研究
        2.4.2 二阶不确定系统有限时间输出反馈方法研究
    2.5 本章小结
第三章 有限时间输出反馈控制方法在Buck变换器中的应用
    3.1 引言
    3.2 Buck型DC/DC变换器工作原理分析和系统建模
    3.3 基于有限时间观测器的输出反馈控制方法的Buck变换器控制器设计
        3.3.1 基于时间尺度坐标变换下的Buck变换器系统建模
        3.3.2 Buck型 DC/DC变换器有限时间状态反馈控制器设计
        3.3.3 Buck型DC/DC变换器基于有限时间观测器的输出反馈控制器设计
    3.4 仿真分析
        3.4.1 Buck型DC/DC变换器仿真软件介绍
        3.4.2 参考电压变化情况下的动态响应
        3.4.3 负载电阻变化情况下的动态响应
    3.5 实验分析
        3.5.1 Buck硬件电路及实验平台介绍
        3.5.2 负载电阻变化情况下的动态响应
    3.6 本章小结
第四章 有限时间输出反馈控制方法在DC/AC变换器中的应用
    4.1 引言
    4.2 DC/AC变换器工作原理分析及建模
    4.3 基于有限时间观测器的输出反馈控制算法的DC/AC变换器控制器设计
        4.3.1 基于时间尺度坐标变换下的DC/AC变换器系统建模
        4.3.2 DC/AC变换器有限时间状态反馈控制器设计
        4.3.3 DC/AC变换器基于有限时间观测器的输出反馈控制器设计
    4.4 仿真分析
        4.4.1 DC/AC变换器仿真软件介绍
        4.4.2 参考电压变化情况下的动态响应
        4.4.3 负载电阻变化情况下的动态响应
    4.5 实验分析
        4.5.1 DC/AC硬件电路及实验平台介绍
        4.5.2 实验结果
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：4013545