“伯德图中奈奎斯特稳定判据”的最新表达式

“伯德图中奈奎斯特稳定判据”的最新表达式潘仲明（国防科技大学机械电子工程与仪器系长沙４１００７３）关键词伯德图，奈奎斯特，稳定判据１Ｂｏｄｅ图中Ｎｙｑｕｉｓｔ稳定判据设反馈控制系统中的前向和反向传递函数分别为Ｇ（ｓ）和Ｈ（ｓ），且无零、极点对消，系统...

准确运用“伯德图中奈奎斯特稳定判据”

1 文[1]的表达式不具代表性当υ≤3时,至少对下述四类系统不适用:1)如G(s)H(s)=S+1S2,(S+1)(S+2)S3,……;2)如G(s)H(s)=1-T2S1+T1S(T1>T2>0);2TS1-TS,KS(1-TS),……,(K,T>0);3)如G(s)H(s)=2TS-1,2S+1S(TS-1),……,(T>0);4)如G(s)H(s)=K-TSTS(T≠0,K≠0,-1),……;…….当?..

奈奎斯特判据在时滞对象自抗扰控制中的应用

奈奎斯特判据是研究控制系统稳定性的传统工具,但目前在教学中受重视不够.本文用奈奎斯特判据研究了一阶时滞对象线性自抗扰控制的稳定性,其中对象不稳定或临界稳定,同时采用降阶扩张状态观测器.先通过框图把问题简化为时滞对象反馈控制的标准形式,再分情况绘制奈奎斯特图,分析稳定性.得到了和近期结果一致的稳定性充要条件.表明奈奎斯特判据并未过时,仍可在控制理论的研究和教学中发挥重要作用.

基于广义奈奎斯特判据的新能源多场站系统小信号稳定薄弱并网单元辨识

大量新能源并网变流器接入电网极易引发小信号失稳,严重威胁系统的安全与稳定。现有的阻抗法小信号稳定性分析基于多机等效机制,仅能给出稳定性的影响因素分析,无法识别关键的稳定薄弱并网单元。该文提出一种基于广义奈奎斯特判据(generalized Nyquist criterion,GNC)的新能源多场站系统小信号稳定薄弱并网单元辨识方法。先基于GNC的稳定性分析思路,将多个不同控制参数的新能源场站解耦成多组单场站子系统;再构建每个子系统的稳定判据,分析各子系统的小信号稳定性;最后,依据子系统的小信号稳定性,找出稳定性最薄弱的子系统。研究结果表明,相较于现有方法,该方法能更准确、快速地识别小信号稳定薄弱并网单元,为系统稳定性的提升提供针对性的指导建议。

自动控制原理劳斯判据的教学方法研究

劳斯判据是“自动控制原理”的重要教学内容之一。然而,绝大多数教材并没有给出劳斯判据的推导和证明过程,同时在教学过程中往往注重向学生讲解劳斯判据的使用步骤,而缺少对劳斯判据设计理念的讲解。为了提高学生对劳斯判据的理解,基于现有研究工作,对劳斯判据的设计方法、稳定性的判定原理,以及特殊情况的处理方式进行分析,使学生能够更深入理解和更容易掌握劳斯判据。

三相并网逆变器频率耦合机理分析及稳定性判定

并网逆变器中控制器dq轴结构或参数的不对称会导致系统在静止坐标系下存在两个扰动频率分量相互耦合,这一耦合因素会影响系统的稳定性。文中分析了系统中这两个扰动频率的耦合机理,分别得到了两个耦合频率下的逆变器等效导纳。利用这两个导纳,采用奈奎斯特判据判定了并网逆变器系统的稳定性,相比现有采用广义奈奎斯特判据的方法,稳定性判定过程简单,便于给出系统稳定裕量,指导逆变器控制器设计。实验验证了并网逆变器系统稳定性判定结果的正确性。

分数阶线性定常系统的稳定性及其判据

介绍了分数阶微分方程和分数阶系统 ,给出分数阶线性定常系统的传递函数描述和状态空间描述 .给出了分数阶线性定常系统的稳定性条件 ,并结合分数阶状态方程给出定理的证明 .直接从复分析中的辐角原理出发 ,推导出分数阶线性定常系统 2个有效的稳定性判据 :分数阶系统奈奎斯特判据和分数阶系统对数频率判据 .

基于频域的广义预测控制器(GPC)的稳定性分析

首先推导了广义预测控制器 (GPC)的闭环反馈结构 ,然后采用频域响应法分析了 GPC控制下闭环系统的频率特性。根据对闭环系统频率特性的分析设计 GPC的参数 ,使得系统具有满意的稳定性和过渡特性。

控制系统稳定性的判定方法讨论

要分析一个控制系统的动、静态特性首先要判断系统是否稳定.以一个具体的例子对劳斯判据、奈奎斯特判据和根轨迹法三种稳定性判据的应用做了一个比较,给出了根据传递的不同形式应优先选择哪种稳定性判据的方法.

基于交直流混合导纳的多端柔性直流输电系统谐振稳定性分析

多端柔性直流输电系统的换流器增加使得网络的拓扑结构日益复杂,谐振不稳定性的问题越来越突出,传统的直流导纳分析法不能够有效分析交直流侧的耦合作用,无法区分由交流侧、直流侧还是交直流耦合作用等不同原因引发的系统不稳定问题。基于交直流混合导纳,建立了多端柔性直流输电系统的稳定性评估模型。在此基础上,引入基于行列式的广义奈奎斯特判据对系统稳定性进行判定并对引发系统不稳定的不同原因进行分类,其中包括交流侧、直流侧和交直流侧耦合的相互作用。针对不稳定系统,提出了一种可以有效识别引发系统不稳定原因的方法。针对不同原因引发的系统不稳定,给出了不同的阻抗重塑策略,对由不同原因引发的系统不稳定进行维稳,结果表明所提方法最终能够有效识别引发系统不稳定的原因并能维持系统稳定性。

基于阻抗分析法的并网变流器稳定性统一分析方法研究

变流器作为可再生能源发电并网的关键设备,在与交流电网互联时产生的系统振荡问题日益增多。阻抗模型是分析“变流器-电网”耦合系统稳定性的基础。首先基于αβ坐标系建立了特定工况下的并网系统阻抗数学模型;在此基础上,进一步建立全工况下的统一阻抗数学模型。由该阻抗模型可知,运行工况与控制器参数是影响系统阻抗特性的主要因素。通过Nyquist稳定判据量化分析两种影响因素对系统稳定性的影响。然后提出增大控制环参数Kpi以抑制系统在小干扰下的谐振,增强系统稳定性。最后,不同运行工况下的仿真与实验结果验证了所提出的全工况阻抗数学模型分析系统稳定性的准确性,同时也验证了稳定性提升方法的有效性。

Nyquist稳定判据及其在相对稳定性计算中的应用

Nyquist判据是经典控制理论中的重要方法,本文针对奈奎斯特判据的数学基础、应用稳定判据的两种情况以及利用奈氏稳定判据判别系统稳定性的一般步骤等容易出错的地方进行了详细的讲解,并指出该判据还可用于分析闭环极点在特定区域内的分布情况,从而满足系统相对稳定性的要求,最后用例子说明我们的结论。

基于导纳矩阵与圆盘估计的多节点直流配电系统谐振稳定性分析方法

为充分利用多节点直流配电系统节点导纳矩阵建模的便利性,同时实现谐振稳定性的高效判定,该文在接口变换器直流阻抗降阶建模的前提下,结合节点导纳矩阵对广义奈奎斯特(Nyquist)判据进行拓展,并应用Ward等值,给出采用特征值谐振频率与阻尼因子的简化判据。进而为满足快速判稳需求,提出圆盘估计和牛顿法迭代相结合的特征值谐振频率(阻尼因子)求解方法。最后,以三端直流配电系统为例,通过对比状态空间特征值轨迹、矩阵广义Nyquist曲线和MATLAB/Simulink时域仿真,验证所提稳定性分析方法的有效性和高效性。

基于回比矩阵的双馈风电机组多机稳定性分析

风电装机容量的持续增长给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战,为了分析风电接入含串联补偿的送出线路所引发的振荡问题,建立包含发电机、锁相环、机/网侧控制在内的单机阻抗模型,并通过单机、风电场内集电线路和送出线路进行风电场等效阻抗模型重塑和传递函数提取,然后基于回比矩阵特征值和广义奈奎斯特稳定性判据对多机稳定性进行分析判断,最后以三机系统为例,结合频域分析法和时域仿真法验证阻抗建模准确性和稳定性分析的有效性。

考虑换流器外环特性的双馈风电场并网稳定性分析

大规模风电并网引起的宽频振荡稳定性问题日益突出,为定量分析系统参数的作用,亟需建立用于分析风电并网稳定性的准确阻抗模型。本文利用阻抗分析法在同步旋转坐标系下建立了包含风机、转子侧与电网侧换流器内外环及其锁相环、直流环节的换流器控制回路、出口滤波器和变压器的双馈风机阻抗模型。对比部分阻抗与完整阻抗模型阻频特性曲线,证明了考虑外环控制、直流环节以及锁相环对风机阻抗模型的必要性。利用广义奈奎斯特稳定判据分析系统各参数对风机并网稳定性的影响,结果表明,转子侧换流器控制参数、电网侧换流器直流外环控制参数以及系统电感对稳定性有明显影响。最后利用在PSCAD中建立的宁夏麻黄山风电场模型进行仿真验证。

感性电网阻抗下三相光伏逆变器稳定性分析

许多情况下,电网并非理想的电压源,而是存在感性阻抗的弱电网。传统的光伏逆变器设计并没有考虑电网阻抗的影响,逆变器?电网级联系统阻抗不匹配容易导致逆变器的稳定性能降低,甚至不稳定。该文从阻抗的角度,分析L滤波和LCL滤波的光伏逆变器在感性电网阻抗下的稳定性,并分别对稳定判据和输出导纳模型展开研究。通过模型降阶和矩阵近似,简化广义奈奎斯特稳定判据对逆变器?电网级联系统的稳定性分析。借鉴直流电源导纳模型建立的方法,简化由闭环状态矩阵推导d轴输出导纳的计算过程。最后根据所提出的简化判据和建立的d轴输出导纳模型,分析两种滤波方式下级联系统的稳定性,并研究滤波器参数与对级联系统稳定裕度的影响。通过实验对所进行的稳定性分析进行了验证。

多端柔性直流配电系统主从控制模式下的稳定性与优化控制

多端柔性直流配电系统是配电系统的一个重要发展趋势,其可有效提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。主要研究了主从控制模式下多端柔性直流配电系统运行时的稳定性问题。建立了基于动态导纳的小扰动稳定分析模型,研究了直流负荷、直流线路参数和多端互联等影响因素变化时系统出现的不稳定现象,提出了基于带通滤波的前馈补偿定直流电压控制方法,并对补偿前、后的系统稳定性进行了分析比较,通过改进的IEEE 33节点配电系统进行时域仿真测试,仿真结果表明了所提方法能够有效地提高系统阻尼与稳定性。

海上MVDC供电系统的正阻尼重构稳定控制策略

向海上特殊装备供电的MVDC系统的直流侧容易引起高频振荡,甚至导致系统不稳定。为此,引入直流微网中针对整流器的虚拟电阻稳定控制策略,希望抑制MVDC供电系统的直流侧振荡,且不影响逆变站的负载性能。然而,研究发现该方法在低开关频率模式下将导致系统稳定性恶化。根本原因为系统高频振荡尖峰点可能会跃过整流站的低控制带宽并落入负阻尼区域,使得系统稳定性对直流电缆变化的鲁棒性较差。针对该问题,提出海上MVDC供电系统的正阻尼重构稳定控制策略,使得系统在实际振荡频率区间内保持较大的正阻尼,且不受直流电缆变化的影响,从而有效抑制了海上MVDC供电系统在低开关频率模式下的直流侧振荡。最后,实验验证了所提出的控制策略和分析结果的正确性。

双馈风电系统虚拟同步控制的阻抗建模及稳定性分析

双馈风电系统在弱电网条件下与电网交互作用带来的稳定性问题凸显,采用虚拟同步控制策略为电网提供频率支撑的同时可能存在小扰动稳定性问题。该文针对虚拟同步控制下双馈风电系统的并网稳定性问题,提出一种dq旋转坐标系下输出阻抗建模的稳定性分析方法。首先,基于双馈风电系统的虚拟同步控制策略,利用小扰动分析方法,推导计及功率外环的双馈风电系统的阻抗模型。其次,获取虚拟同步控制下双馈风电系统输出阻抗特性,并通过基于模型的频率扫描方法进行比较验证。最后,利用广义奈奎斯特判据,分析不同电网强度和控制参数对虚拟同步控制下双馈风电系统稳定性的影响,并通过时域仿真结果进行对比验证。结果表明,由于功率外环作用,虚拟同步控制下双馈风电系统可能存在低频段稳定性风险,通过适当增大虚拟惯性时间常数和虚拟阻尼系数可提高其并网运行的稳定性。

基于迭代学习控制的数控机床速度谐波抑制方法

本文提出了一种基于迭代学习控制(ILC)的工业化机床中周期性转速波动抑制方法和控制器设计方法。以永磁同步电机作为机床驱动电机并建立模型,通过含有遗忘因子的位置P-ILC控制器与传统PI控制器对转速进行并联控制。基于奈奎斯特稳定性准则,在频域上考虑两种并联控制器影响,并分析系统的稳定性。为了减少迭代过程中高频信号累计引起的噪声,在迭代中嵌入了零相位滤波器,最终通过实验验证了所提方法的有效性。