Разработка наблюдателей переменных состояния для преобразователей мощности
Заказать уникальную дипломную работу- 61 61 страница
- 42 + 42 источника
- Добавлена 16.07.2021
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
1. Методы оценки переменных состояния для преобразователей мощности 7
1.1. Анализ проблем построения преобразователей мощности с наблюдателями состояния 7
1.2. Подходы к построению преобразователей мощности с наблюдателями состояния 10
1.3 Моделирование полной обратной связи PI-PBC 11
1.4. Постановка задачи наблюдателя за состоянием для преобразователей мощности 13
2. Проектирование наблюдателя состояния для преобразователей мощности 23
2.1. Принятые допущения для построения GPEBO DREM с FCT 23
2.2 Адаптивный наблюдатель состояния 28
2.3 Другие глобально асимптотически сходящиеся наблюдатели 30
2.3.1. Эмулятор без обратной связи 30
2.3.2. Фильтр Калмана-Бьюси 31
2.3.3. GPEBO с классическими оценками градиента 32
3. Оценка переменных состояния математической модели конвертора Чука 35
3.1 Задача управления и наблюдатель состояния для конвертора Чука 35
3.2 Результаты моделирования 39
3.3. Результаты моделирования с шумом измерения и неопределенностью параметров 50
Заключение 57
Список использованной литературы 58
Это можно видеть на рисунках 11 и 12.Возможно ли развитие предложенного подхода в случае неизвестного сопротивления r_1?Неслучайно во всех близких работах, начиная со статьи самого Чука, закладываются конкретные известные значения параметров. Численное решение можно получить только так.Возможно Вам нужно переформулировать этот Ваш вопрос в той плоскости, которая Вас интересует.
2. Anderson B. Stability properties of Kalman-Bucy filters. Journal of the Franklin Institute. 1971;291(2):137-144.
3. Aranovskiy S, Bobtsov A, Ortega R, Pyrkin A. Performance enhancement of parameter estimators via dynamic regressor extension and mixing. IEEE Transactions on Automatic Control. 2017;62(7):3546-3550.
4. Astolfi A, Karagiannis D, Ortega R. Nonlinear and Adaptive Control with Applications. Springer-Verlag, Berlin, Communications and Control Engineering, 2008.
5. M. Takegaki and S. Arimoto, “A new feedback method for dynamic control of manipulators”, ASME J. Dyn Syst. Meas. Cont.,Vol. 102, 1981.
6. R. Ortega and M. Spong, “Adaptive motion control of rigid robots: A tutorial”, Automatica, Vol. 25, No.6, pp. 877-888, 1989.
7. Bernard P. Observer Design for Nonlinear Systems. Springer, 2019.
8. Chowdhary G,Yucelen T, Muhlegg M, Johnson E. Concurrent learning adaptive control of linear systems with exponentially convergent bounds. International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. 2013;27(4):280-301.
9. Cisneros-Montoya R. PI Passivity-Based Control: Application to Physical Systems. Ph D. University, Paris-Saclay, HAL Id. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01368308, 2016.
10. Cimini G, Ippoliti G, Orlando G, Longhi S, Miceli R. A unified observer for robust sensorless control of DC-DC converters. Control Engineering Practice, 2017;61:21-27.
11. Dissanayake A M, Ekneligoda N C. Adaptive passivity based control of DC-DC power electronic converters. IEEE AppliedPower Electronics Conference and Exposition, 2019:2984-2988.
12. Dochain D. State and parameter estimation in chemical and biochemical processes: a tutorial. Journal of Process Control.2003;13(8):801-818.
13. Escobar G, van der Schaft A, Ortega R. A Hamiltonian viewpoint in the modeling of switching power converters. Automatica. 1999;35:445-452.
14. Hernandez-Gomez M, Ortega R, Lamnabhi-Lagarrigue F, Escobar G. Adaptive PI stabilization of switched power converters. IEEE Transactions Control System Technology. 2010;18(3):688-698.
15. Hernandez-Gomez M, Ortega R, Lamnabhi-Lagarrigue F, Escobar G. Adaptive PI stabilization of switched power converters described by port-Hamiltonian models, Dynamics and Control of Switched Electronic Systems. eds. F. Vasca and L.Iannelli, Advances in Industrial Control, Springer, Heidelberg, 2012:355-390.
16. HassanMA, Li E, Li X, Li T, Duan C, Chi S. Adaptive passivity-based control of dc-dc buck power converter with constant power load in DC microgrid systems. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2019;7(3):2029-2040.
17. Jaafar A, Alawieh A, Ortega R, Godoy E, Lefranc P. PI stabilization of power converters with partial state measurements.IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2013;21(2):560-568.
18. Jayawardhana B, Ortega R, Garcia-Canseco E, Castaños F. Passivity of nonlinear incremental systems: Application to PI stabilization of nonlinear RLC circuits. Systems and Control Letters. 2007;56:618-622.
19. Kamalapurkar R, Reish B, Chowdhary G, Dixon W. Concurrent learning for parameter estimation using dynamic statederivative estimators. IEEE Transactions on Automatic Control. 2017;62(7):3594-3601.
20. Kassakian J, Schlecht M, Verghese G. Principles of Power Electronics. Addison-Wesley, Reading, 1991.
21. Kazmierkowski MP, Krishnan R, Blaabjerg F, Irwin JD. Control in Power Electronics: Selected Problems. Academic Press Series in Engineering. Elsevier Science, 2002.
22. Kreisselmeier G, Rietze-Augst G. Richness and excitation on an interval—with application to continuous-time adaptive control. IEEE Transactions on Automatic Control. 1990;35(2):165-171.
23. Kukkola J, Hinkkanen M. State observer for grid-voltage sensorless control of a converter equipped with an LCL filter:Direct discrete-time design. IEEE Transactions on Industry Applications, 2016;52(4):3133-3145.
24. Kukkola J, Hinkkanen M. State observer for grid-voltage sensorless control of a converter under unbalanced conditions.IEEE Transactions on Industry Applications, 2018;54(1):286-297.
25. Lu J, Golestan S, Savaghebi M, Vasquez J C, Guerrero J M, Marzabal A. An enhanced state observer for DC-link voltage control of three-phase AC/DC converters. IEEE Transactions on Power Electronics, 2018;33(2):936-942.
26. Lee K, Jahns T M, Lipo T A , Blasko V. New control method including state observer of voltage unbalance for grid voltagesource converters. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2010;57(6):2054-2065.
27. Meza C, Biel D, Jeltsema D, Scherpen JMA. Lyapunov-based control scheme for single-phase grid-connected PV central inverters. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2011;20(2):520-529.
28. Mojallizadeh M R, Badamchizadeh M A. Adaptive passivity-based control of a photovoltaic/battery hybrid power source via algebraic parameter identification. IEEE Journal of Photovoltaics, 2016;6(2):532-539.
29. Ortega R, Kelly R. PID self-tuners: some theoretical and practical aspects. IEEE Transactions on Industrial Electronics.1984;31(4):332-338.
30. Ortega R, Loria A, Nicklasson PJ, Sira–Ramirez H. Passivity–based control of Euler-Lagrange systems. Springer-Verlag, Berlin, Communications and Control Engineering. 2014.
31. Ortega R, van der Schaft AJ, Mareels I, Maschke B. Putting energy back in control. IEEE Control Systems Magazine. 2001;21(2):18-33.
32. Ortega R, Bobtsov A, Pyrkin A, Aranovskyi A. A parameter estimation approach to state observation of nonlinear systems, Systems and Control Letters, Vol. 85, pp 84-94, 2015.
33. Ortega R, BobtsovA,Dochain D, NikolayevN. State observers for reaction systems with improved convergence rate. Journal of Process Control, 2019;83:53-62.
34. Ortega R., Borja L.,Romero J. and Donaire A., PID Passivity-based Control of Nonlinear Systems with Applications, J. Wiley and Sons, (to appear).
35. Perez M, Ortega R, Espinoza J. Passivity-based PI control of switched power converters. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2004;12(6):881-890.
36. Renaudineau H, Martin J, Nahid-Mobarakeh B, Pierfederici S. DC-DC converters dynamic modeling with state observerbased parameter estimation. IEEE Transactions on Power Electronics, 2015;30(6):3356-3363.
37. Rugh WJ. Linear Systems Theory. 2nd Edition, Prentice hall, NJ, 1996.
38. Rugh WJ, Shamma J. A survey of research on gain-scheduling. Automatica. 2000;36(10):1401-1425.
39. Sanders S, Verghese G. Lyapunov-based control for switched power converters. IEEE Transactions on Power Electronics. 1992;7(1):17-24.
40. Sastry S, Bodson M. Adaptive Control: Stability, Convergence and Robustness. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1989.
41. Sira-Ramirez H, Silva-Ortigoza R. Control Design Techniques in Power Electronics Devices. Springer-Verlag, Berlin, Communications and Control Engineering, 2006.
42. van der Schaft A. 𝐿2–Gain and Passivity Techniques in Nonlinear Control. Springer, Berlin, 3rd Edition, 2016.
Вопрос-ответ:
Какие методы используются для оценки переменных состояния в разработке преобразователей мощности?
В разработке преобразователей мощности используются различные методы для оценки переменных состояния. Некоторые из них включают использование наблюдателей состояния, матрицы Ляпунова, алгоритмы фильтра Калмана и другие алгоритмы оценки состояния.
Какие проблемы возникают при построении преобразователей мощности с наблюдателями состояния?
При построении преобразователей мощности с наблюдателями состояния возникают различные проблемы. Одна из таких проблем - это проблема нелинейности системы, которая может усложнить процесс оценки переменных состояния. Другая проблема - это проблема определения начального состояния системы, которая может быть неточной или неизвестной. Кроме того, при использовании некоторых методов оценки состояния могут возникать проблемы с устойчивостью системы.
Какие подходы используются в построении преобразователей мощности с наблюдателями состояния?
В построении преобразователей мощности с наблюдателями состояния используются различные подходы. Один из подходов - использование активного наблюдателя состояния, который основан на модели системы и измерениях. Другой подход - использование рекуррентного нейронного сетевого наблюдателя, который обучается на основе исторических данных. Также существуют и другие подходы, основанные на различных моделях и алгоритмах оценки состояния.
Какие задачи ставятся перед наблюдателем состояния для преобразователей мощности?
Наблюдатель состояния для преобразователей мощности ставит перед собой несколько задач. Одна из задач - это оценка текущих значений переменных состояния системы на основе доступных измерений. Другая задача - это определение начального состояния системы на основе измерений и модели системы. Кроме того, наблюдатель состояния может решать задачу оптимальной оценки состояния системы с учетом шумов и неопределенностей.
Какие методы используются для оценки переменных состояния в преобразователях мощности?
Для оценки переменных состояния в преобразователях мощности применяются различные методы, такие как расширенные наблюдатели состояния, адаптивные наблюдатели состояния, а также методы, основанные на фильтрации Калмана. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки и выбор метода зависит от конкретной задачи и требуемой точности оценки.
Возможно ли построение преобразователей мощности с наблюдателями состояния?
Да, построение преобразователей мощности с наблюдателями состояния является возможным. Наблюдатели состояния позволяют оценивать величины состояния самого преобразователя, что позволяет улучшить качество и точность управления. Но при этом возникают определенные проблемы, связанные с моделированием, проектированием и настройкой наблюдателей.
Какие подходы используются при построении преобразователей мощности с наблюдателями состояния?
При построении преобразователей мощности с наблюдателями состояния используются различные подходы. Один из них - это использование линейных или нелинейных наблюдателей состояния, основанных на дифференциальных уравнениях системы. Другой подход - это использование адаптивных наблюдателей состояния, которые позволяют адаптироваться к изменениям в системе и улучшить точность оценки переменных состояния.
Как формулируется задача наблюдателя за состоянием в преобразователях мощности?
Задача наблюдателя за состоянием в преобразователях мощности заключается в оценке текущих значений переменных состояния (например, токов и напряжений) на основе доступных измерений и модели системы. Оценка производится с использованием наблюдателя, который имитирует поведение реальной системы и способен оценить состояние системы даже при отсутствии точных измерений всех переменных состояния.