Smith法在水轮机电动调速器中的应用

将Smith法应用于水轮机调速器控制中,以克服不稳定零点的不利影响,同时引入干扰观测器,改善Smith法带来的抗干扰性的不足,使系统具有良好的鲁棒稳定性。仿真实验表明,该系统对控制对象的参数变化具有令人满意的鲁棒稳定性。     

水轮机调节系统非线性H∞控制规律的研究

该文建立了水轮机调速系统的刚性水击鲁棒模型。基于非线性微分几何控制理论和非线性H∞控制理论,给出了针对具有刚性水锤效应的水轮发电机组的调速器非线性鲁棒控制规律,并对该控制规律进行了仿真研究。     

水轮机调节系统非线性H^∞控制规律的研究

该文建立了水轮机调速系统的刚性水击鲁棒模型。基于非线性微分几何控制理论和非线性H^∞控制理论,给出了针对具有刚性水锤效应的水轮发电机组的调速器非线性鲁棒控制规律,并对该控制规律进行了仿真研究。     

基于SSA的微电网负荷频率鲁棒H2/H∞控制研究

针对微电网中由可再生能源出力波动和负荷变化引起的频率振荡问题,提出了一种混合H2/H∞鲁棒策略的负荷频率控制器。首先建立了具有功率扰动信号的风光柴微电网负荷频率控制模型。然后基于鲁棒H∞理论设计了鲁棒H2/H∞控制器。在控制器的设计中,使用了樽海鞘群算法(SSA)对有关加权矩阵参数和范数权重进行寻优求解,使控制器的调整性能达到最好。最后仿真结果表明,相比于传统的鲁棒H∞控制和PID控制,提出的H2/H∞鲁棒控制器在微电网的外界功率干扰以及系统的参数扰动工况下均有较好的控制效果。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性;通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

缩短甩负荷后水轮机调速器的调节时间

水轮机调速器是水轮发电机的重要控制设备，甩额定负荷后的调节时间是其主要技术指标之一，我国和国际电工委员会（IEC）有关标准均有严格规定，本文对影响甩额定负荷后水轮机调速器调节时间的因素做一综述，并就如何按IEC标准要求调整调速器参数，开发微机电调甩负荷变参数功能，以达到缩短调节时间的目的进行了探讨。     

水轮机调速器的极点配置法设计及自适应控制

本文重点阐述了水轮机调速器的极点配置法设计原理与方法，给出了按极点配置原理导出的ＰＩＤ调节器的参数优化公式。同时，介绍了以极点配置调节器为基础的水轮机自适应调节系统的结构。仿真及现场试验结果表明，按极点配置法设计的水轮机调速器能较好地兼顾频率扰动和负荷扰动的性能。而以极点配置调节器为基础的水轮机自适应调速器，不仅具有良好的参数自适应性，而且能使调节系统获得更优良的动态品质。     

水轮机调节系统最优鲁棒极点配置调速器的设计

极点配置方法是一种有效的设计调速器的方法特别适用于非最小相位系统的设计。但对于非线性和时变系统,这种方法鲁棒性较差,其应用也就受到限制。本文应用动态区间系统最优鲁棒极点配置方法,对常规极点配置方法进行了改进,对应用于水轮机系统的最优鲁棒控制器的设计。仿真试验表明,当对象参数的在其各自的区间变化时,闭环系统具有一定的鲁棒性。     

参数不确定Chen混沌系统鲁棒模糊控制器的设计

基于TS(Takagi-Sugeno)模糊模型，研究具有参数不确定性Chert混沌系统的鲁棒控制器设计。首先构建含有参数不确定性的TS模糊模型：然后利用并行分布补偿的方法，设计使模糊系统在平衡点附近渐近稳定的鲁棒模糊控制器。该设计通过解一组线性矩阵不等式(LMI)得到局部区域控制器，进而设计TS模糊系统的鲁棒控制器。该鲁棒模糊控制器的渐近稳定性条件更为宽松，能够降低控制器设计的保守性。最后的仿真结果表明所设计的鲁棒模糊控制器对参数不确定Chert混沌系统具有良好的控制效果。     

考虑模型不确定性的基于分解控制直流电机系统的摩擦补偿方法

针对陀螺漂移测试转台直流力矩电机系统中存在的非线性动态摩擦和电机波动力矩，为提高转台摇摆状态位置跟踪精度，该文基于分解控制的设计方法提出了一种新的鲁棒自适应摩擦补偿方法。该设计具有积分形式的自适应补偿器来补偿常值的可参数化的摩擦模型不确定性，而设计鲁棒补偿器来补偿不可参数化的摩擦模型不确定性。最后综合两种补偿器形成完整的补偿控制律。Lyapunov方法证明了闭环系统全局稳定性和对期望位置信号的渐进跟踪性能，仿真结果证实了该补偿方法对高精度运动曲线跟踪的有效性。     

差分进化改进微电网负荷频率混合H2/H∞ 鲁棒控制

针对外部扰动及系统参数摄动引起微电网负荷频率波动问题,设计了混合H_2/H_∞鲁棒控制器对系统负荷频率进行控制。建立了包含电池的柴油发电机组二次频率控制模型,引入低通滤波器,使电池对系统高频扰动信号具有较好的抑制能力。以误差平方的积分最小作为系统的目标函数,在综合H_2范数表征的系统性能和H_∞范数表征的鲁棒性能下,设计具有多目标约束条件的混合H_2/H_∞鲁棒控制器。采用差分进化算法对控制器加权函数参数进行寻优,使控制器在满足约束条件下达到最优。仿真实验结果表明所提出方法在满足系统鲁棒性能的基础上,同时具备较好的控制输出,保证微电网频率在外部功率扰动和系统参数摄动情况下具有较好的动态性能。     

对微机型水轮机调速器的一点探讨

仅半个世纪，水轮机调速器就已经历了机械式、电子管式、晶体管式、集成电路式的各个阶段，发展到今天的数字式微机型调速器。微机型水轮机调速器是以微型计算机和现代控制理论为基础而设计的一类新型的调速控制器，包括能实现全部调节规律和控制功能的电子调节器，以及只有随动放大功能的电液随动装置。本文将对微机型调速器作一些探讨。1微机型水轮机调速器调节原理水轮机调节系统由调速器和调节对象组成，调节对象包括水轮机、引水系统、发电机和电网。该系统的示意方框图如图1。图1水轮机调节系统闭环示意方框图从图l看出，当外负荷m。…     

考虑负荷预测不确定性的快充站储能鲁棒实时控制策略

当电动汽车快速充电站配置电池储能系统时，合理的能量管理策略对控制充电负荷峰值功率、减小功率波动具有重要意义。然而，能量管理策略的有效性依赖于准确的负荷预测，但实际上由于环境影响和预测模型的原因负荷预测无法完全准确。基于以上问题，为应对充电站储能能量管理策略中充电负荷不确定造成的影响，提出了考虑负荷预测不确定性的储能鲁棒实时控制策略。首先，分析了现有的负荷预测方法，并对负荷预测结果进行建模；然后，运用鲁棒预测控制方法，分别以充电站电费最小和储能系统荷电状态波动最小为目标构建系统模型和设计控制策略，并通过鲁棒对等转化将不确定性模型消除，有效应对负荷预测不确定性的影响。算例研究表明，通过对比模型预测控制和逻辑门限控制的结果，所提的鲁棒控制策略能够有效降低充电负荷峰值，验证了策略的有效性。     

水轮机调速系统的非线性自适应控制

水门开度控制不仅对电力系统暂态稳定性的改善有极其重要的作用,而且对抑制电力系统低频振荡、改善动态品质也有不可低估的作用。国内外水轮机调速器的控制器设计通常是基于具有准确参数的理想水轮机模型。论文考虑了水轮发电机固有的非线性以及水轮机参数的不确定性,基于微分几何理论和自适应控制方法推导了水轮机调速的非线性自适应控制律(NAC)。数字仿真试验表明,所设计的调速器控制律具有较强的参数自适应能力,在改善系统动态特性和提高系统大干扰稳定性方面优于未考虑参数不确定的非线性控制律(CNGC)。     

交流伺服控制型可编程水轮机调速器的研制与应用

20世纪90年代初开发的步进电机或直流伺服电机控制的水轮机调速器存在大负荷下响应速度慢、高速运转时转矩下降或有磨擦并产生火花等问题,因此,有必要研制交流伺服控制型可编程水轮机调速器介绍了交流伺服控制型可编程水轮机调速器电气部分、电气一机械转换部件和液压系统的结构和工作原理,详细分析了各部分的设计特点和性能、交流伺服控制型可编程水轮机调速器的主要性能指标达到或优于国家标准值,在水电厂的运行情况也表明,该调速器性能良好。     

微燃机三联供机组的多变量鲁棒自适应负荷跟踪控制

为提高微燃机–溴化锂双效吸收式制冷机三联供机组(micro gas turbine-LiBr double effect absorption refrigerating machine combined cooling,heating and power system,MGT-LiBr CCHP)在多扰动条件下的大范围冷热电负荷跟踪能力,提出一种基于Hammerstein模型改进设计的L_1鲁棒自适应控制方法。首先采用Hammerstein块结构建立受控系统的非线性动态仿真模型,然后利用Hammerstein模型的特殊结构求解多变量非仿射L_1鲁棒自适应控制器的假设条件,进而得到可靠的控制器参数。该文利用该方法设计了MGT-LiBr CCHP的冷热电负荷跟踪控制器,仿真实验验证了其具有较强的大范围多负荷跟踪、鲁棒稳定和扰动抑制性能,可作为维护终端一体化集成供能系统可靠运行的先进备选控制方案。     

水力机组预测控制分析与研究

水轮机调节系统是一个具有非线性、时变性的非最小相位系统,目前水轮机调速器大多采用常规PI或PID控制策略,难以满足和提高大型水轮机组或孤立电网带负荷机组调节系统的控制品质和要求,变参数PID调节、自适应控制、模糊控制等复杂和更高级的控制策略得到进一步研究,本文通过研究水轮机调节系统特性,采用预测控制原理设计控制器,从对比分析中找出较合适的控制结构和策略.     

水轮机尼科尔斯比例–积分–微分调速器设计

根据闭环系统谐振峰值 Mr 与系统响应最大峰值 Mp之间的关系,构建一个与系统参数及控制器参数都相关的优化问题,通过该问题的求解获得控制器参数与系统参数之间的数学关系.针对线性水轮机模型,设计了基于尼科尔斯曲线的 PID 控制器.系统负荷干扰及参数摄动的仿真结果表明:所设计的 PID 控制器对系统参数摄动及外部有界干扰信号具有很好的鲁棒性能,系统过渡过程性能明显优于传统PID 调节器结果.     

电网超低频振荡影响因素综合分析与抑制措施研究

近年来,国内电网发生了多起超低频振荡事件,严重影响电网的安全稳定运行。相关研究表明,水轮机调速系统在超低频段呈现明显的负阻尼是导致超低频振荡的主要原因。为进一步分析超低频振荡的影响因素,在建立单机带负荷系统模型的基础上,基于稳定域思想的综合分析表明水锤时间常数、水轮机调速器比例参数和积分参数会显著影响系统稳定性,进而引发超低频振荡。在此基础上,针对单机带负荷系统,提出了一种考虑水锤效应不确定性的调速器参数优化模型,并利用粒子群优化算法进行求解。最后,在单机带负荷系统中仿真验证了该调速器参数优化模型的有效性和鲁棒性。     

基于FRIT数据驱动方法的水轮机调节系统优化控制

虚拟参考迭代整定(FRIT)是一种新的无模型数据驱动方法,只需闭环系统的一次输入/输出响应数据即可直接整定控制器参数。针对水轮机发电系统,设计了三自由度控制器型水轮机调速器,并利用FRIT方法实现控制器参数的优化整定。仿真结果表明:FRIT算法简单且易于实现,能有效优化整定控制器参数;三自由度控制器可保证水轮机系统对参考模型的良好跟随特性,以及对负荷扰动的快速抑制,效果优于常规PID控制。