汽轮机调速系统的自适应L_2增益干扰抑制控制

提出一种预置反馈的方法 ,推导出汽轮机调速控制系统的端口受控哈密顿系统 ( PCHsystem)模型 ,进而根据 PCH系统的自适应 L2 增益干扰抑制方法 ,设计汽轮机调速系统的控制规律。仿真结果表明 ,这种控制方法能有效抑制干扰 ,可以在大干扰条件下提高系统暂态稳定性。

ASVG的非线性L_2增益干扰抑制控制器

将非线性鲁棒控制方法用于先进的静止无功发生器 ( ASVG)的控制。基于电力系统动态、耗散系统理论框架和非线性 L2 增益干扰抑制方法 ,建立了单机无穷大系统中的 ASVG鲁棒控制数学模型。模型中考虑了来自发电机转子轴上的机械功率扰动和 ASVG输出电压的扰动。并在此基础上 ,采取递推设计方法构造能量存储函数 ,以避免求解 Hamilton- Jacobi- Issacs不等式 ,从而得到ASVG的非线性 L2 增益干扰抑制控制规律。单机无穷大系统的仿真结果证明 ,与传统 PID+PSS控制方式相比 ,在此控制规律下 ,ASVG能够更有效地阻尼系统振荡 ,提高系统暂态稳定性能。

静止移相器的非线性L_2增益干扰抑制控制

静止移相器既可以用于优化潮流 ,也可以提高系统的暂态稳定性。文中首先构造了含静止移相器的电力系统鲁棒模型 ,然后在耗散系统理论下 ,利用递推方法构造存储函数 ,从而推导出了一种非线性的 L2 增益意义下的干扰抑制控制器。这种控制器很好地反映了系统的非线性特征 ,并使系统对干扰到输出的 L2 增益有限。仿真结果表明在该控制器作用下 ,闭环系统能很好地抑制干扰 ,特别在大干扰条件下能很快恢复稳定。

非线性奇异摄动系统的L_2增益干扰抑制

将原系统分解为快慢两个子系统,并依据假设得到使快系统渐近收敛的状态反馈控制器.然后基于Lyapunov函数和逆推法构造出慢系统的状态反馈控制器,使得闭环系统对于所有有界干扰是内部稳定的,且从外部扰动输入到输出满足任意小的有界L2增益.通过求出第一个子系统的严格耗散不等式,递推得到全系统的严格耗散不等式,因此控制器设计过程避免了求解Hamilton-Jacobi方程,仿真实例说明了该方法的有效性和可行性.

PMSM非线性解耦控制系统的L_2增益干扰抑制

为了克服电机参数变化和负载扰动的不确定性对永磁同步电机动态解耦控制系统性能造成不利影响,提出一种带干扰抑制的永磁同步电机调速系统的非线性解耦控制方法,将参数变化和负载转矩扰动作为扰动输入,基于Lyapunov函数设计系统的状态反馈控制器,使得闭环系统对所有有界干扰是内部稳定的,且从扰动输入到输出满足任意小的有界L 2增益.仿真和试验结果表明:该控制策略能有效地改善调速系统的动态性能,增强其鲁棒性和抗干扰能力.

互联多输入系统的分散自适应L_2增益控制

为了实现一类非下三角结构互联多输入系统的鲁棒控制,提出一种基于状态量测的非线性自适应L2增益分散干扰抑制方法,并给出了规律性计算公式,克服了反复递推设计的不足,通过控制律中引入K类函数,提高了状态变量的收敛速度.该方法应用到了多机广域电力系统分散励磁控制中,仿真结果表明:在大扰动情况下,相对于传统L2增益抑制方法,新方法能够有效抑制外部干扰,提高各状态变量的响应速度,对于增强电力系统的暂态稳定性具有重要意义.

多机系统励磁的非线性L_2增益干扰抑制控制

针对多机电力系统,基于严格耗散理论,提出了一种新的能够实现干扰抑制的励磁鲁棒非线性控制策略,在实现过程中不需要任何线性化方法。对三机系统的仿真结果表明,提出的励磁控制策略可提高电力系统暂态稳定性。

双馈风电机组网侧变换器L_2增益干扰抑制控制

为减小外界干扰对直流母线电压的影响,实现双馈风电机组网侧变换器的控制目标,文章设计了网侧变换器L2增益干扰抑制控制律。该控制策略以广义Hamilton理论为基础,避免了求解HJI偏微分不等式,减小了建模误差对控制性能的影响。仿真结果表明,文章设计的控制律能够实现系统渐进稳定控制,对外界干扰有较好的抑制能力,改善了控制系统的性能。

基于L_2干扰抑制的水下机器人人三三维航迹跟踪控制

为实现自治水下机器人(AUV)的三维航迹跟踪控制,考虑了非线性水动力阻尼对AUV系统的影响和外界海流干扰作用,提出了基于L2干扰抑制的鲁棒神经网络控制方法.该方法基于李雅普诺夫稳定性理论,设计神经网络控制器补偿非线性水动力阻尼和外界的海流干扰,再将神经网络的估计误差当做AUV系统的外部干扰用L2干扰抑制控制器予以消除.最后针对某AUV进行了螺旋线三维下潜跟踪控制仿真实验,结果表明设计的控制器可以较好地克服时变非线性水动力阻尼对系统的影响,并对外界海流干扰有较好的抑制作用,可以实现AUV三维航迹的精确跟踪.

异步电动机的端口受控哈密顿控制与L2增益扰动抑制

针对在异步电动机调速系统中负载转矩存在扰动的问题,在异步电动机状态误差端口受控哈密顿(PCH)控制基础上,提出一种采用L2增益抑制扰动的控制方法。首先,建立了异步电动机的PCH系统模型,并构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据转子磁场定向原理,确定了期望的平衡点,利用互联和阻尼配置方法,设计了负载转矩恒定已知时的控制器。其次,针对负载扰动问题,利用L2增益控制原理,设计了异步电动机PCH系统负载扰动抑制控制器,同时为了更好地消除扰动带来的稳态误差,在此基础上引入了PI控制。仿真结果表明,所设计的控制器具有很好的转速跟踪性能和负载扰动抑制能力,有一定的应用前景。

调节L2增益抑制耦合发电机组的混沌现象

耦合发电机系统在一定条件下出现混沌,它可能导致系统失控,使系统彻底崩溃.当系统存在不确定因素干扰时,提出了L2性能准则控制方法:使耦合发电机系统渐近稳定和进行干扰抑制.然后采用非线性系统无源化方法设计混沌系统的反馈控制律,利用L2增益进行干扰抑制.最后计算机仿真证明该方法的有效性.

基于PCH的永磁直线同步电机L2增益扰动抑制控制系统的研究

永磁直线同步电机具有损耗小、力能指标高、响应速度快等优点。针对其位置控制精度问题,提出了基于端口受控哈密顿系统的L2增益扰动抑制的控制方法,设计的控制系统具有良好的可靠性和稳定性。首先,从永磁直线同步电机的原始模型和能量平衡的观点出发,建立永磁直线同步电机的PCH系统模型。其次,将最大输出功率控制原理与L2增益扰动抑制控制方法相结合,设计了伺服控制系统。实验结果表明,该系统可以对负载扰动进行有效抑制,降低了稳态误差,提高了控制精度。

基于L_2干扰抑制理论的电动汽车车身稳定系统控制

考虑四轮轮毂电动汽车(4WID)四轮驱动力矩独立可控的特点,针对路面干扰、路面不规则应力、车轮侧偏刚度系数动态变化、传感器量测误差等干扰因素引起的左右车轮垂直负载不平衡问题提出了一种基于直接横摆力矩控制策略的L_2干扰抑制算法研究4WID电动汽车的车身稳定控制问题。通过对车身稳定系统误差模型的推导,引入前轮转向角干扰,采用Backstepping方法实现有限L_2增益系统的严格耗散,设计了多目标跟踪鲁棒干扰抑制车身稳定控制器。最后基于Carsim和Simulink联合仿真平台证明了提出的控制系统的跟踪性能和扰动抑制能力。

并联脉宽调制整流器非线性L_2增益环流抑制控制

针对由于模型参数分散和外部干扰引起的并联脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器环流问题,提出了最优L_2增益电流内环控制与非线性L_2增益零序环流外环控制相结合的控制方法.最优L_2增益电流内环控制不仅可以实现干扰对输出的增益最小,还可以灵活实现并联PWM整流器之间的功率平移.非线性L_2增益零序环流外环控制可以有效抑制由于模型参数不确定和外部干扰引起的环流问题.并联PWM整流器双环L_2增益控制仿真结果表明:相对于传统的比例积分控制方法,该方法可以明显降低并联PWM整流器之间的环流,并可提高并联PWM整流器的供电品质,对于增强系统的稳定性具有重要意义.

多机电力系统非线性自适应L2增益分散励磁控制

为提高多机电力系统电压稳定恢复能力;克服外部干扰及模型不确定性对励磁控制的影响,提出了一种新的非线性自适应L2增益分散励磁控制方法,解决了由非仿射模型结构、参数不确定及外部扰动所造成的多机励磁系统分散稳定控制困难的问题,且在反演设计过程中不需要多次考虑耗散不等式,给出的控制律不包含变量微分项,更便于工程实际应用。最后利用Matlab/Simulink进行了仿真验证,并与常规AVR＋PSS控制进行了对比。仿真结果表明新的控制方法可以加快电力系统电压稳定速度,提高强励能力,降低不同区域间联络线功率波动,有效抑制参数不确定和外部干扰的影响。新方法更有利于提高电力系统暂态稳定控制能力。

基于H∞和L2干扰抑制的PWM整流器双闭环控制

为了解决模型不确定和外部干扰对PWM整流器稳定控制的影响,提出了基于H_∞和非线性L_2干扰抑制控制的双闭环控制方法。电压外环以电压偏差和功率偏差构建布鲁诺夫斯基标准型,基于目标全息控制方法,得出了线性最优控制解。电流内环采用非线性L_2增益控制方式,有效抑制了由模型参数不确定和外部干扰对大范围运行稳定性的影响。仿真验证和实验结果表明:相对于传统的比例积分控制方法,新的控制方法可以明显加快整流输出电压的稳定速度和单位功率因数的电流跟踪能力,对于提高PWM整流器动态稳定控制能力具有重要意义。

多机电力系统变增益反演自适应L_2鲁棒分散励磁控制

为提高多机励磁系统多输入、模型不确定、外部干扰条件下的鲁棒稳定能力,提出一种变增益反演自适应L_2鲁棒分散励磁控制(variable gain back-stepping adaptive L_2 robust decentralized excitation control,VGBADEC-L_2)方法,实现多机电力系统的分散励磁稳定控制和不确定参数自适应。3机励磁系统仿真测试结果表明:相对于固定增益控制方式,采用VGBADEC-L_2后,在短时接地故障状态下,端电压稳定时间由1.6 s减小为0.7 s,输电线功率波动次数由4次减少为2次;在负载突变状态下,端电压稳定时间由1.5 s减小为0.5 s,输电线功率波动由2次减少为1次,励磁幅值由3倍增加至5倍,电力系统的稳定控制能力得到提高。

基于L_2干扰抑制的压电换能器控制

为了降低压电元件运行中的干扰对超声波发声系统的影响。首先通过类比压电振动模型与压电等效电路模型,得到了可反映压电振动状态的的压电等效电路微分方程,基于线性分式变换(LFT)构建了考虑元件干扰的压电换能器状态模型。然后分析整合状态空间模型,将系统各个干扰整合视为系统扰动,得到含有系统扰动的线性状态空间模型;最后基于L2干扰抑制理论设计系统的反馈控制律。结果表明,仿真系统在存在符合白噪声分布的干扰的情况下,控制律使系统运行状态良好。

感应电机的L_2增益鲁棒控制

电机电阻在运行过程中会发生较大范围的未知变化,对感应电机的控制性能造成不利影响。该文针对工程中常用的三阶感应电机模型,根据L2增益干扰抑制理论设计了鲁棒控制器。在误差动态方程中,将由未知电阻引起的不确定项看作系统的干扰,设计控制器使得干扰信号对评价信号的L2增益小于给定的性能指标。仿真结果表明,即使转子电阻偏离其标称值很多,控制器仍然能够保持优良的转速与磁链跟踪性能。

FACTS的PCH模型与自适应L_2增益控制 (一)理论篇

采用预置反馈方法 ,将电力系统中存在的一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统 ,从而导出了单机无穷大电力系统下 SVC的 PCH(端口受控哈密顿 )模型。针对系统的外界干扰和参数不确定性问题 ,设计了相应的自适应 L2 增益控制规律。文中直接采用哈密顿函数作为存储函数 ,不仅保证了数学上的严密性 ,且具有明确的物理意义。仿真结果表明 SVC采用自适应 L2 控制规律 ,不但可以确保系统渐近稳定 ,而且可以有效抑制干扰 。