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.

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。

FACTS的PCH模型与自适应L_(2)增益控制(二)应用篇

采用预置反馈方法 ,首先推导了 TCSC与 STATCOM的 PCH(端口受控哈密顿 )模型 ,接着基于受控哈密顿 ( Hamiltonian)系统理论 ,采用自适应 L2 增益控制设计方法分别设计了单机电力系统中相应的自适应 L2 增益控制器。仿真结果表明 ,通过与传统 PID控制器以及不同的干扰抑制比相比较 。

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 。

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。

基于PCH模型的有源电力滤波器滑动耗散阻尼限幅自适应L_2增益控制

基于有源电力滤波器(APF)的端口受控哈密顿系统(PCH)平均化模型,提出了一种采用滑动耗散阻尼限幅的自适应L2增益控制新方法。该方法基于APF的能量耗散特性和能量平衡原理,建立了APFPCH平均化模型和误差系统PCH平均化模型。在此基础上设计了自适应L2增益控制方法,在确保误差系统稳定的同时有效抑制了参数摄动和外界干扰对控制效果的影响。针对误差系统的欠驱动性质和准确估计直流电容参考电压波动量的困难,分别采用间接控制以及大电容条件下忽略直流电容参考电压波动量的方法,简化了控制方法的执行过程;此外,该方法还分析了APF内层控制过调制现象产生的原因。针对跟踪精度和干扰抑制的要求与APF内层控制过调制约束条件间的矛盾,通过以滑动耗散阻尼限幅控制代替固定耗散阻尼控制,在满足内层控制约束条件下确保跟踪精度和补偿效果。仿真实验验证了本文所提方法的正确性和有效性。

提高送端多直流落点系统暂态稳定性的L_2增益控制

提出了一种改善送端多直流落点系统暂态稳定性的L2增益控制。首先将送端直流线路传送的有功功率简化为送端系统的正的有功负荷,构造送端多直流落点系统非线性微分代数方程模型;然后采用预置反馈的方法,得到包含多条直流线路的结构保持模型的拟哈密尔顿实现;最后基于拟哈密尔顿实现,针对系统外界干扰,通过非线性干扰抑制方法,得到高压直流与发电机励磁的控制规律,使得系统的干扰量到输出量的L2增益低于给定的水平。仿真结果表明,与传统控制器比较,所设计的控制器能够保证系统的渐进稳定性,有效抑制干扰,具有较强的鲁棒性。

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.

基于PCH模型的APF非线性L_2增益控制新方法

在所建立的有源电力滤波器APF(active power filter)端口受控哈密顿系统PCH(port controlledHamiltonian)平均化模型基础上,提出了一种非线性L2增益控制新方法。该方法建立了APF的PCH平均化模型,设计了L2增益控制律,针对误差系统的欠驱动性质和准确估计直流电容参考电压波动量的困难,从提高系统的鲁棒性和简化控制方法执行的角度着眼,分别采用间接控制以及大电容条件下忽略直流电容参考电压波动量的方法进行解决。此外,该方法还对采用固定反馈增益控制时APF内层控制过调制现象的产生原因进行了分析,通过设计滑动反馈增益限幅控制代替固定反馈增益控制,在满足内层控制约束下确保补偿效果。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。

有源电力滤波器自适应L_2增益控制方法研究

基于有源电力滤波器(APF)的端口受控哈密顿系统(PCH)平均化模型,提出了一种自适应L2增益控制新方法。该方法首先基于APF的能量耗散特性和能量平衡原理,分别建立了APF PCH平均化模型和误差系统PCH平均化模型。在此基础上设计了自适应L2增益控制律,在确保误差系统稳定的同时,实现对参数摄动和外界干扰所造成的跟踪误差的有效抑制。此外,针对准确估计直流电容参考电压波动量的困难,采用在大电容条件下忽略直流电容参考电压波动量的方法,简化了控制方法的执行过程。仿真结果验证了本文所提出方法的正确性和有效性。

三相电压源型PWM整流器非线性L_2增益控制

为降低模型参数分散和外部干扰对PWM整流器稳定控制的影响,解决非仿射结构带来的控制困难的问题,提出基于功率量测与扩展虚拟控制函数相结合的电压源型PWM整流器非线性L_2增益控制方法。仿真结果表明:当输入电压幅值变化为1.5倍时,采用该控制方法后,可将传统的比例积分控制实现的整流输出电压稳定时间由0.15 s减小为0.10 s,并且交流输入交轴电流的谐波含量由原来的2 A减小至0.2 A之内。物理测试结果进一步验证所提方法的正确性,对于提高PWM整流器动态稳定控制能力具有一定参考意义。

基于干扰抑制的汽车转向与悬架系统的集成控制

建立侧向风作用下的汽车整车横向和垂向非线性动力学模型。考虑到随机路面输入和侧向风干扰,利用L_2增益干扰抑制的方法设计出电动助力转向(EPS)与主动悬架系统(ASS)的非线性输出反馈H_∞控制器。在Matlab环境下对驾驶员—汽车—道路闭环系统进行仿真计算。结果表明,所设计的控制器能有效抑制路面随机输入和较大的侧向风干扰,改善车辆的操纵稳定性、转向轻便性和行驶平顺性。

永磁直线伺服电机L_2鲁棒控制的研究

对永磁直线电机伺服系统提出非线性L2鲁棒控制。给出电机的非线性数学模型,在此基础上,为实现对速度和电流的准确跟踪,建立了误差系统的动态模型;将跟踪和干扰抑制归结为L2设计问题,通过构造适当的存储函数得到描述系统L2控制器的两个定理;证明定理给出的控制器能满足干扰抑制和系统的渐进稳定。仿真结果表明,用该方法设计的系统能很好的抑制扰动和跟踪给定,满足对高性能永磁直线伺服系统控制的要求。

基于耗散理论的电力微分代数系统干扰抑制

为了进一步研究电力微分代数系统的干扰抑制问题,针对一类电力微分代数系统,拓展耗散理论的概念,并利用M-导数方法对有不确定干扰的电力微分代数系统进行控制设计,给出了干扰抑制控制器.仿真结果表明,该方法对此类电力微分代数系统的干扰抑制、提高系统运行的稳定性效果明显.由于模型具有一般性,又考虑了干扰的影响,因此方法的适用范围更广泛,更具有一般性.