含积分二次型的电力系统改进时滞稳定判据

在进行电力系统广域控制器设计时,需要科学考虑量测与控制环节时滞的影响。已有的时滞稳定判据多基于Lyapunov稳定性理论得到,具体的方法就是通过构造Lyapunov泛函,然后进行放缩得到充分性条件,由此决定时滞稳定判据必存在一定的保守性,如何有效降低稳定判据的保守性就成为该领域长期关注的一个热点问题。首先在已有Lyapunov函数中引入积分二次型,从而构造了一种新的Lyapunov函数;进一步,借助线性矩阵不等式(LMI)工具推导了相应的改进时滞稳定判据;最后,借助典型二阶时滞系统、单机无穷大时滞电力系统和带有远程反馈控制回路的WSCC 3机9节点电力系统,对所提方法进行了校验分析。算例表明通过引入积分二次型,时滞稳定判据的保守性得到显著降低。

基于线性二次型积分调节器的风电机组功率载荷协同变桨控制

传统变桨控制器具有两个控制回路,分别用于稳定风轮转速和降低塔架载荷,两个控制回路简单叠加会导致控制器性能降低,大型风电机组需要同时解决功率控制和载荷控制问题。对此,提出一种在稳定输出功率的同时减少塔架载荷波动的变桨控制器。通过线性化得到适合阶次的风电机组状态空间模型,应用状态空间控制方法集成干扰自适应控制器,提出线性二次型积分调节器(Linear Quadratic Regulator with an Integrator,LQRI)的变桨控制器,并通过Kalman滤波器估计难以测量的状态变量。在GH Bladed软件中与传统的变桨控制器进行了对比分析,结果表明,LQRI的变桨控制器抑制了风速扰动引起的功率波动和塔架载荷,增强了风电机组控制系统的转速调节能力和动态响应能力。

Clifford分析中一类二次拟Cauchy型积分的Hlder连续性

通过讨论几个相关奇异积分算子的Hlder连续性及其估值研究了二次拟Cauchy型奇异积分算子的Hlder连续性,为研究双超正则函数的性质及其迭代逼近奠定了理论基础,补充和完善了双超正则函数理论.

采用积分线性二次控制的电铁负序控制系统

针对电铁供电系统的负序问题,讨论一种电气化铁道负序控制系统。建立该系统通用三相模型,并在此基础上提出一种带积分器的线性二次控制器及相关均压控制策略。该控制系统在满足补偿要求的前提下,可有效提高控制的灵活度、运算效率,并对主变压器三相输出端口的电压扰动和连接电抗电感值的变化表现出较强鲁棒性。仿真和实验验证了该系统的正确性。

基于LQIR的MMC-SST输入级控制策略研究

针对现有固态变压器(Solid-State Transformer,SST)输入级控制算法复杂,且参数整定困难等不足,文章提出一种基于线性二次型积分调节(Linear Quadratic Integrate Regulator,LQIR)的最优控制策略。首先根据固态变压器输入级的简化等效电路建立了基于dq旋转坐标系的数学模型;然后,推导了换流器交、直流侧的状态空间方程,并提出了基于LQIR控制器的新型综合控制策略;最后,在Matlab/Simulink中搭建基于模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)型SST的仿真模型,并与传统比例积分(Proportion Integration,PI)控制进行对比,在几种典型测试工况下验证了所提控制策略的可行性与优越性。

输入受限高超声速飞行器鲁棒变增益控制

针对一个输入受限吸气式高超声速飞行器模型,研究了其鲁棒变增益控制问题。为处理飞行器模型中的建模误差和饱和非线性,将标准的线性变参数(linear parameter-varying,LPV)控制问题扩展到对时变参数、动态不确定性和饱和非线性具有结构摄动的鲁棒性框架内。基于对模型不确定性和饱和非线性的积分二次型约束刻画,以定标线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)形式给出其鲁棒变增益控制算法。为进行变增益控制系统设计,建立了飞行器的LPV模型。基于多时间尺度特性,提出了一种由姿态回路和轨迹回路组成的内外环控制结构。内环实现对姿态的严格控制和克服执行机构饱和,外环实现对轨迹的精确跟踪。控制器增益随动压和马赫数调度,实现大跨度机动飞行控制。非线性仿真结果证实了算法和应用的有效性。

吸气式高超声速飞行器纵向机动飞行的鲁棒线性变参数控制

针对一个吸气式高超声速飞行器模型,研究了其鲁棒变增益控制问题。为处理对建模误差的鲁棒性问题,将标准的线性变参数(Linear Parameter-Varying)控制算法扩展到对参数和动态不确定性具有结构摄动的鲁棒性框架内。基于对建模不确定性的积分二次型约束(Integral Quadratic Constraint)刻画,以定标的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality)形式给出了其鲁棒控制算法。考虑到描述飞行器动态数值非线性模型的复杂性,建立了其解析形式的曲线拟合模型。基于此解析模型,推导了LPV模型用于控制设计和开环分析。设计了以动压和马赫数为增益变量的飞行控制系统。控制器设计将LPV控制器和变增益比例积分补偿器组合成内外环结构,实现了姿态稳定性和精确的轨迹跟踪性能。非线性仿真结果证实了算法和应用的有效性。

输入受限线性系统鲁棒抗饱和控制

针对抗饱和控制的鲁棒性问题,将研究扩展到对输入饱和非线性、时变参数和动态不确定性具有结构摄动的鲁棒性框架内,给出了一种线性时不变系统鲁棒抗饱和控制算法.鉴于积分二次型约束具有刻画结构不确定性的能力,选择在积分二次型约束框架下解决问题.以定标的线性矩阵不等式形式给出了系统分析和控制综合条件.飞行控制仿真结果说明此算法不仅可以成功克服饱和非线性,且对时变参数和动态不确定性具有良好的鲁棒性.

Hoyer系统的Hamilton结构研究

主要讨论了Hoyer系统具有Hamilton结构的参数条件 ,得到的结果相对于文献

一类不确定线性时变时滞系统的鲁棒H∞控制

主要研究一类同时具有时变状态时滞和控制时滞不确定线性系统的鲁棒H∞控制。通过构造带有时滞上下界信息的Lyapunov-Krasovskii函数,在估计其导数上界时把时变时滞和它的上下界之间的关系考虑进去,结合一种由引入自由权矩阵的Park不等式导出了新的二次型积分不等式的方法,得到了一类自治系统的时滞依赖条件并在此基础上设计了H∞控制器。最后用数值算例表明了该时滞系统与状态反馈律所组成的闭环系统具有较好的H∞性能和较低的保守性。