SVC与发电机励磁的非线性状态PI协调控制

针对电力系统的强非线性和不确定性 ,运用非线性状态比例积分 (PI)解耦控制直接对其非线性不确定对象设计了静止无功补偿器 (SVC)与发电机励磁的协调控制器。该控制器避免了基于反馈线性化理论的非线性协调控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点 ,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明 ,SVC与发电机励磁非线性状态 PI协调控制器能有效地提高系统的暂态稳定性。

用于静止无功补偿器的非线性状态PI控制器

针对电力系统的强非线性和不确定性，运用非线性状态PI控制直接对其不确定对象进行设计，能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿器（SVC），避免了基于反馈线性化理论的非线性SVC控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点，所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明非线性状态PI型静止无功补偿控制器能有效地改善系统的动态特性。

非线性自抗扰状态PI控制器的研究

针对线性状态PI控制器只适用于单输入单输出的线性系统的不足 ,提出了非线性自抗扰状态PI控制方法 ,将“自抗扰”控制技术的控制思想应用于常规状态PI控制 ,使其适用于单输入单输出的非线性系统的控制。解决了“自抗扰”控制技术中扩张状态观测器的参数问题 ,并对系统的稳定性进行了定性分析。仿真算例表明 。

同步发电机的非线性状态PI附加励磁控制

为解决电力系统的强非线性和不确定性问题 ,避免反馈线性化励磁控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点 ,利用非线性状态比例积分PI控制理论设计了同步发电机附加励磁控制器 ,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关 ,同时控制器本身结构简单。仿真计算表明所设计的附加励磁控制器对系统运行点的变化具有良好的适应能力 ,可以有效地改善系统的稳定性。

非线性状态PI励磁控制器

利用扩张状态观测器将原来的非线性系统变换成线性系统 ,然后用状态 PI控制器的设计思想设计了非线性状态 PI控制器 ;并将其用于发电机励磁控制 ,以解决电力系统的强非线性和不确定性问题 ,避免了反馈线性化非线性励磁控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得控制规律与系统运行点和网络结构完全无关 ,同时控制器结构简单。仿真计算表明 ,非线性状态 PI励磁控制器对系统运行点和网络结构变化具有良好的适应能力 。

非线性状态PI汽门控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性，设计了非线性状态PI汽门控制器。直接对其不确定对象进行设计，避免了反馈线性化非线性汽门控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关，同时控制器本身结构简单，仅需发电机局部信息，易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明，非线性状态PI汽门控制器能有效地提高系统的暂态稳定性。

发电机非线性状态PI励磁汽门协调控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性的特点 ,直接对其非线性不确定对象设计了非线性状态PI励磁汽门协调控制器。避免了一般反馈线性化励磁汽门综合控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关 ,同时控制器本身结构简单 ,仅需发电机局部信息 ,易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明非线性状态PI励磁汽门协调控制器能够有效地提高系统的暂态稳定性。

静止无功发生器动态模型和非线性逆系统-PI控制策略研究

应用状态空间平均建模法推导出静止无功发生器(SVG)的动态数学模型。基于此模型,采用双变量传统PI控制策略控制SVG系统,发现该控制策略在两个控制目标变量(无功功率和直流侧电压)的动态性能方面存在不足。依据所建立的动态数学模型推导出SVG系统的逆函数,由此进一步得出非线性逆系统-PI控制策略以提高SVG系统无功功率和直流侧电压的动态响应速度。应用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建SVG的控制系统模型,仿真结果表明了SVG动态数学模型的正确性和非线性逆系统-PI控制策略的有效性。

基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF技术研究

基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF,仅通过基波同步旋转坐标系实现对所有谐波的控制。首先,使用PI加重复控制的电流环复合控制得到上、下桥臂预导通子模块数,在此基础上进行多步交流侧电流模型预测,最终得到桥臂投入子模块数的最优解,缩小了寻找目标函数最优电平的搜索范围,无需设计权重因子,每相桥臂子模块的总投入数为[N-1,N+1],交流侧输出电平数最大可达2N+1,提高了MMC-APF交流侧电流补偿精度,并改善了系统动态性能。最后,搭建了MMC-APF平台,仿真和实验结果与理论分析一致,进一步验证了所提研究方案的可行性和有效性。

VSC-HVDC输电系统的非线性控制器设计

在分析基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)的非线性模型的基础上,运用非线性系统控制理论的状态反馈和坐标变换方法,将系统的非线性模型转化为完全能控的线性模型.再根据线性系统的最优控制理论得出了系统的最优控制规律.在此基础上设计了系统的非线性控制器.对所提出的非线性控制器和传统的PI控制器分别进行了计算机仿真研究.结果表明:在VSC-HVDC系统遭受扰动或故障后,所设计的非线性控制器比传统的PI控制器能更快更好地使系统恢复到正常状态,有效改善了系统的动态性能.

龙门移动式数控机床横梁磁悬浮控制系统研究

针对龙门移动式数控机床中的移动横梁,提出了采用磁悬浮技术,实现无摩擦驱动的新型控制方案。首先,建立了横梁磁悬浮系统的数学模型,利用反馈线性化方法,将非线性模型转化为线性模型,再采用PI状态反馈设计的方法,设计一个悬浮控制器。该反馈线性化是一种全局线性化的方法,优于传统的局部近似线性化的方法。仿真结果表明,该悬浮控制器可以保证全局稳定,使系统具有良好的鲁棒性。

一类非线性系统的自适应预测函数控制

针对一类具有输出反馈耦合的离散非线性系统,将过程的非线性状态空间模型等效为线性时变状态空间模型;然后利用最小二乘法辨识系统参数,并通过在目标函数中引入系统状态的变化给出一种具有类似离散PI最优调节器结构的新型自适应预测函数控制器.由于引入了新的优化目标函数,该控制器控制效果与鲁棒性要优于仅考虑预测输出误差的传统预测函数控制器.仿真结果表明,该控制器优于经典离散PI最优调节器.

发电机励磁、汽门与电阻挚动的非线性协调控制

利用非线性状态PI控制能直接对非线性不确定对象进行控制的特点 ,设计了发电机励磁、汽门与电阻挚动的非线性状态PI协调控制器。该协调控制器先根据等面积法则设计出电阻挚动的控制策略。然后将电阻挚动的制动作用视为发电机励磁与汽门协调控制的一个外部扰动 ,根据非线性状态PI控制器能将系统的外扰和不确定性等不确定因素进行实时补偿的特点 ,实现发电机励磁、汽门与电阻挚动的协调控制。仿真计算表明发电机励磁。

带积分状态估计器的Anti-Windup转速控制器

针对感应电机直接转矩控制系统的非线性饱和特性,提出了一种带积分状态估计器的Anti-Windup转速控制器来抑制积分Windup现象,当PI控制器开始在线性区运行时,以预测的PI输出饱和时的积分状态稳态值作为积分器的初值,使得在系统出现饱和时,控制器可以快速退出饱和区。实验结果表明,该控制器能有效抑制积分Windup现象,转速响应快,且无超调,控制性能优于常规Anti-windup控制器。