分布式网络化控制系统故障诊断方法的研究

为了避免分布式网络化控制系统由于网络负载过大而造成的时延和丢包问题,引入基于包的传输机制,并针对此特殊结构设计中心故障诊断单元.在诊断单元设计中,由于各子系统工作周期不同以及传输包的大小不同,将系统看作多速率采样系统,采用提升技术获得系统的离散模型.在此基础上设计状态观测器,实现分布式网络化控制系统的故障诊断.最后通过仿真验证了所提出方法的有效性.

带有时延和丢包的分布式网络化控制系统故障检测方法

针对带有带宽约束的分布式网络化控制系统,研究了双层监控系统框架下的带有时延和丢包的子系统故障检测方法.针对带有状态时延、输入与输出存在丢包的子系统,将其建模为带有时延的马尔可夫跳跃系统,将故障检测的任务转化为选择适当的滤波器参数,保证扩展系统渐近稳定并满足一定的鲁棒性要求,根据滤波器参数获得系统的残差用于判断故障是否发生,同时给出相关理论证明,最后通过仿真验证方法的有效性.

带PCS的分布式网络化控制系统的故障诊断

提出了带有周期通信序列(PCS)的多输入与多输出分布式网络化控制系统的故障诊断方法.通过把故障诊断单元与各子系统之间周期通信序列的变换相当于不同工作模态之间的切换,将带有周期通信序列的系统建模为切换系统.针对此切换系统,将鲁棒故障诊断滤波器的设计问题转化为H∞优化问题,并且采用LMI技术进行求解.将系统在无故障与发生故障情况下获得的残差进行比较.结果表明,所提出的故障诊断方法在子系统信息不完全的前提下,仍能检测出系统故障的发生.

基于MMC的分布式储能系统及其快速SOC均衡控制策略

提高基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的分布式储能系统(distributed energy storage systems,DESS)的能量利用率,解决储能子模块(energy sub-module,ESM)荷电状态(state of charge,SOC)均衡问题至关重要。针对现有的SOC均衡控制策略的不足,提出内外分层的快速SOC均衡控制策略。外层针对桥臂间或相间的SOC差异,通过改进MMC模型预测控制(model predictive predictive control,MPC),配合自适应均衡系数,快速调整功率差额。内层引入自适应虚拟电阻法,根据ESM的SOC情况确定主导ESM,自适应调节各单元的虚拟电阻,产生相应的电压梯度,结合MMC排序算法使ESM按照各自SOC进行功率分配,从而实现ESM的SOC快速均衡,提高DESS能量利用率。通过在Matlab/Simulink构建仿真模型,证明了所提控制策略的有效性和可行性。

网络远程控制技术在通信电源分布式监控系统中的应用

为建设无人值守机房管理模式,提升设备管理效率,应高度重视供电网络的早期预警与监测,构建具有快速响应能力、准确性高、实时性强的监测系统。网络远程控制技术能够实时监控分散于不同机房的通信电源设备,满足全天候自动巡检与及时告警的需求。通过分析通信电源监控需求和分布式远程监控系统的特点,探讨以网络远程控制技术为基础的通信电源监控系统的主要功能。最后,提出针对网络远程控制技术的有效应用和监控系统的优化对策,以期为通信电源监控系统的设计、使用、运维提供参考。

基于自适应分布式滤波观测器的多智能体系统编队控制

本文考虑了全局指令系统输出信息受到信道扰动情况下线性多智能体系统的编队控制问题.首先,基于协作式输出调节理论框架对线性多智能体系统的编队控制问题进行数学建模.其次,针对受到信道扰动的全局指令系统输出信息,提出了一类基于受扰输出的自适应分布式滤波观测器,在降低网络信息交换量的同时消除扰动的影响.最后,设计了输出反馈确定等价控制律,解决了线性多智能体系统的分布式编队控制问题.给出了数值仿真结果检验控制性能.

动态事件触发机制下二阶多智能体系统完全分布式控制

本文研究了无向通信拓扑下二阶多智能体系统的一致性问题,分别针对有领导者和无领导者的情形,设计了一类基于辅助动态变量的完全分布式事件触发控制策略,该策略具有参数较少且易调等特点.智能体自身的触发函数满足条件时才向邻居广播自身的状态信息,有效避免了连续通信,减少了系统能量耗散.每个智能体的控制协议和触发函数都只用到自身的状态和邻居触发时刻的状态,不涉及邻居的实时状态信息,也不依赖通信拓扑网络的任何全局信息.利用代数图论以及Lyapunov稳定性理论,证明在所提出的控制策略下,二阶多智能体系统能够实现渐近一致性,且不存在Zeno行为.仿真示例进一步验证了理论结果的有效性.

含分布式光伏接入的三相牵引供电系统电压协调控制方法

牵引供电系统中光伏并网逆变器普遍处于弱可控状态且缺乏多机间协调配合,为了使分布式光伏在实现牵引能耗优化的同时,主动参与牵引网电压调控,提出了用于三相牵引供电系统的电压协调控制策略。针对含光伏的新型三相牵引供电系统拓扑,分析了系统电压-有功和无功定量关系。结合分布式光伏无功裕度及协调关系,设计了3阶段分布式电压协调控制策略,根据电压灵敏度判定各节点补偿与削减优先度,实现了分布式光伏无功协调补偿及有功优化削减,达到牵引网电压主动控制。最后,通过对系统多工况下仿真,验证策略有效性。仿真结果表明,所提协调控制策略在三相牵引供电系统复杂的运行工况下,能够在兼顾光伏能量利用率的同时,增强系统电压调控能力,解决牵引网电压越限问题,并有效降低牵引网损耗。研究通过有效利用光伏支撑牵引网电压,为机车的安全、高效运行提供保障。

去中心化分布式控制系统设计研究

针对上万个被控对象,传统的分布式控制系统无法实现控制器与服务器去中心化,导致效率低且故障率高,设计了一种去中心化分布式控制系统。该系统中的控制器、被控对象、传感器及执行器、服务器通过控制网络进行通信传输,利用冗余备份机制进行控制器动态切换,从而实现控制器去中心化,利用映射表动态更新机制使服务器对相应的被控对象进行数据运算,从而实现服务器去中心化;利用工具箱Truetime2.0及MATLAB/Simulink搭建去中心化分布式电机控制系统仿真平台,以电机为被控对象,研究冗余备份机制对去中心化分布式控制系统的性能影响以及去中心化分布式控制系统的网状网架构能否支持大规模电机正常运行。仿真结果表明,冗余备份机制有效地提高了系统运行的平稳性,系统的网状网架构足以支持上万个电机运行。

优先级分布式模型预测控制的多智能体系统

针对分布式预测控制机制下的多智能体系统,该文提出了基于智能体子系统优先级分配的控制策略。利用图论方法对优先级的分配进行描述,并根据最小化系统性能指标确定最佳的优先级分配策略,从而简化分布式预测控制优化问题。对基于优先级的分布式预测控制算法进行了可行性和稳定性分析。仿真结果表明,该文所提出的基于优先级的分布式预测控制方法在获得良好性能的基础上,能够有效地减少子系统之间信息交互的次数,并能够有效降低网络资源利用率。

基于多智能体一致性理论的智能电网内分布式储能系统自治控制方法

针对智能电网中不同电网阻抗差异性引起各电网内分布式储能一次下垂控制器响应速度不一致,且下垂控制方法种类多(P-f/Q-U下垂、改进P-f/Q-U下垂和改进P-U/Q-f下垂等)难以协调,控制器设计复杂等问题,文中提出了一种基于多智能体一致性理论的智能电网内分布式储能系统自治控制方法,以实现不同下垂控制方式的高效协调,有效提升分布式储能PCC处电压频率控制效果,以及各储能系统的精确功率分配。首先,该方法深入研究了不同阻抗电网条件下的分布式储能控制下垂模型,并采用分布式控制理论,设计了分布式储能统一二次控制器,以控制分布式储能PCC点的频率和电压,并按比例分配储能系统的有功和无功输出功率;然后,由于不同电网相距距离较远,通信延迟会影响控制效果,甚至破坏控制系统稳定性,文中采用多智能体相关理论,设计了一种定向通信方法,推导出了在不损失控制系统稳定性的情况下实现控制目标的时延上界条件;最后,通过在改进IEEE 118节点电力系统上仿真分析,验证了所提方法的有效性。

基于分布式模型预测的高比例风电系统多源协同负荷频率控制策略

随着风电逐步替代传统电源,系统频率调整能力恶化,风电主动参与互联系统负荷频率控制(load frequency control,LFC)是改善系统频率特性的新途径。针对该背景,基于分布式模型预测控制,综合考虑互联系统内传统机组、风电机组和储能电站等调频资源及其响应特性,提出一种适应于高风电渗透率的互联系统多源协同LFC策略。首先,分析不同风速对风电机组调频特性的影响,提出一种计及风速变化的风电机组多风速段功率响应模型;其次,构建传统机组、风电机组和储能电站协同参与互联系统LFC模型,兼顾各机组频率响应约束,以互联系统区域控制偏差信号和自动发电成本的加权函数为目标,构建区域信息互动的分布式模型预测控制器;最后,为实现互联系统负荷频率全局最优控制,各控制器结合己区域及其他区域机组运行状态,在线求解所有机组的功率参考值。仿真结果表明:所提策略有效降低了系统频率和联络线功率波动的幅度,实现了各机组之间的最优功率分配,并降低了系统自动发电成本。

基于蓝牙Mesh分布式控制和平均一致性的智慧照明系统

针对维持电力系统平衡向运行储备提出的更高要求,以及大型室内场所中LED照明负荷成为非旋转储备的问题,设计了一种基于蓝牙Mesh分布式控制和平均一致性算法的智慧照明系统。该照明系统采用蓝牙Mesh组网搭建的分布式网络,结合平均一致性算法,以较低的运算量控制大量灯具,在实现功率调整的同时确保用户舒适度趋于一致。实验结果表明:该系统中所有灯具能够在较短时间内完成目标功率容量的调节,同时减小了功率调节对用户舒适度造成的影响,有着网络资源消耗低、稳定性强、易扩展等优势,可以满足实际需求。

新型分布式光伏-储能系统设计及控制策略的研究

本文提出了一种全新的电源系统设计方法。利用光伏组件与储能电池相结合,创造了一个新型的光伏储能单元,光伏储能单元能够在各种光照条件下高效发电,提供稳定的电源支持。该方法有效克服了集中式或普通分布式光储系统存在的稳定性差、容量利用率低等不足。不仅提升了光伏系统的能源转化效率,还确保了机载设备的容量得到充分并最大化的利用。对于确保相关设备的长期稳定运行具有至关重要的意义,同时为其提供了强大的能源保障。

分布式光伏并网发电系统控制技术研究

本文以分布式光伏并网发电系统的控制技术为研究对象,探讨了其在能源领域的重要作用,分析了其所面临的问题与挑战。随后,针对系统的关键问题,深入研究了电压与频率控制策略,展示了这些控制策略的实际应用,并展望了分布式光伏并网发电系统控制技术的未来发展方向。

基于深度学习的分布式光伏电压控制系统的设计

光伏系统在实际应用中面临自然环境变化和负载需求波动等问题,对电压控制提出了更高的要求。详细介绍了一套基于深度学习的分布式光伏电压控制系统的设计,包括深度学习模型的选取与集成、系统架构的构建以及数据流和信息处理的实现方式。通过深入分析深度学习在电压控制中的应用,展示了如何利用深度学习模型处理和预测光伏发电过程中的电压变化,以及如何在分布式系统中实现这一过程,以提高光伏系统的整体效率和稳定性。

网络化Euler-Lagrange系统的分布式编队机动控制

研究了网络化Euler-Lagrange系统自适应编队机动控制问题.针对参数不确定的Euler-Lagrange系统,利用滑模控制方法提出了一种自适应编队机动控制算法.基于Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的稳定性.该算法的显著特点是通过引入一种特殊的有向网络拓扑来描述智能体之间的通信交互行为,使得系统中跟随者在不需要知道或估计时变机动参数的情况下,能够实现编队的方向、平移、形状的连续改变.最后对提出的自适应编队机动控制算法进行数值模拟以验证该控制方案的有效性.

分布式配电综合显示控制系统设计

为了提高特种战车配电控制系统智能化控制能力和故障诊断能力,同时满足实时性的要求,设计一套基于STM32单片机的嵌入式配电显示控制系统。该显示系统以STM32F217芯片为核心,通过合理的模块化设计,实现了分布式多节点配电设备的控制和实时监控功能。通过测试证明,所设计系统具有操作简单、易扩展、实时性强等特点,能够满足特种车辆配电系统的使用要求。

无人自主系统分布式协同控制研究综述

随着信息技术、人工智能和机器人技术的飞速发展,无人自主系统在军事、航空航天、海洋探索、灾难救援以及智能交通等领域展现出巨大的应用潜力。分布式协同控制作为实现多无人自主系统高效、灵活协作的关键技术,已成为研究的热点。本文综述了无人自主系统分布式协同控制的研究进展。首先探讨了在一致性问题、编队控制和分布式优化三个方面的核心理论,然后结合当前多无人自主系统的实际应用,给出了无人机、无人车、无人水面舰艇、无人潜航器和多模态协同控制的最新研究成果介绍,最后探讨了该领域的未来挑战和发展方向。

计及故障持续时间的电力系统暂态稳定分布式控制

针对电力系统故障持续时间会影响暂态稳定控制的问题,本文提出了一种使系统在固定时间内恢复暂态稳定运行的策略.该策略通过电力系统通信拓扑建模方法为每个发电机建立“邻居发电机”,利用发电机本地信息和其邻居发电机的信息设计分布式控制器,通过控制储能装置作用于受扰动后的系统,使其在固定时间内恢复稳定运行.其次,此控制策略还解决了一些实际挑战,如控制器的输入延时、外部的干扰、储能装置的容量限制等.通过构建李雅普诺夫函数并利用图论知识对该策略展开了稳定性分析,推导出了稳定系统的时间界限.最后,将控制器投入新英格兰39节点测试系统中,并与其它控制器进行比较,仿真结果验证了在低容量储能装置限制下和抗干扰性上控制器性能的优势.