汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制

提出了汽轮发电机励磁与汽门协调Terminal滑模控制。针对发电机综合控制存在的两个输入变量,通过构造两个非奇异的Terminal滑模面,实现解耦控制。Terminal滑模面中含有非线性函数,使得误差能够快速收敛,从而取得良好的控制效果。利用自适应律实时估计扰动上界,从而使控制器具有很强的鲁棒性。通过李亚普洛夫理论证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制器能够快速阻尼功率振荡,提高电力系统的稳定性,维持机端电压。     

汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制

提出了汽轮发电机励磁与汽门协调Terminal滑模控制.针对发电机综合控制存在的两个输入变量,通过构造两个非奇异的Terminal滑模面,实现解耦控制.Terminal滑模面中含有非线性函数,使得误差能够快速收敛,从而取得良好的控制效果.利用自适应律实时估计扰动上界,从而使控制器具有很强的鲁棒性.通过李亚普洛夫理论证明了控制系统的稳定性.仿真结果表明,所设计的汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制器能够快速阻尼功率振荡,提高电力系统的稳定性,维持机端电压.     

基于自适应全局滑模的电力系统混沌振荡控制

对电力系统的二阶模型进行了混沌振荡的动力学行为分析,包括时域波形图、相图的分析。把全局滑模控制与自适应控制结合起来,设计了自适应全局滑模控制器来抑制该二阶电力系统的混沌振荡。设计的控制器克服了滑模控制需要知道系统扰动上界的缺点,同时保留了滑模控制具有良好的鲁棒性的优点。在控制器中,采用了两种不同的自适应率来对系统的扰动进行估计,并对这两种不同的自适应率在控制效果上进行了比较。仿真结果验证了控制器的有效性和良好的鲁棒性。     

多机电力系统自适应鲁棒Terminal滑模励磁控制

设计了多机电力系统发电机励磁的自适应鲁棒Terminal滑模控制器,将L2增益干扰抑制、自适应逆推法、Terminal滑模控制相结合,可以自适应估计发电机的不确定阻尼系数,对扰动具有鲁棒性。给出了控制器的设计过程。针对2区域4机系统的仿真结果表明,所设计的自适应鲁棒Terminal滑模励磁控制器能够快速抑制功率振荡,有效提高电力系统的暂态稳定性,并保持机端电压的恒定。     

交直流联合输电系统中HVDC的自适应全局快速Terminal滑模控制

为了提高阻尼系数未知的交直流联合输电系统的运行稳定性,对系统未知参数进行动态估计,同时考虑到自适应backstepping滑模控制器的不足,采用自适应全局Terminal滑模控制方法,设计了一种新型直流输电系统的非线性附加控制器。该方法通过快速调节直流输电线路的输送功率,实现对整个系统稳定性的调节;综合线性滑动模态与非线性滑动模态的优点,使失稳系统能够快速、精确地收敛至平衡状态;考虑系统受具有未知上界的不确定小扰动及三相短路大扰动的影响,分别对干扰未知上界及系统未知参数进行实时动态估计。通过与自适应backstepping滑模控制器进行数值仿真对比,结果表明,该控制器具有更小的超调量,更短的控制响应时间,更准确的未知参数估计性能和更强的鲁棒性,能够更有效地提高系统的稳定性。     

逆推自适应滑模励磁控制器设计

针对单机无穷大系统提出了一种解耦逆推自适应励磁滑模控制方法,以提高电力系统鲁棒稳定性.对于一类具有不确定性的半严格反馈形式的非线性系统,将构造李亚普诺夫(Lyapunov)函数的逆推设计方法和自适应机制以及滑模变结构控制有机结合,获得了一种保证该类系统全局渐近稳定的自适应滑模控制律以及自适应增益控制律.根据该设计结果,对含励磁控制的单机无穷大系统反馈线性化模型,得到了发电机的自适应滑模励磁控制器,仿真结果表明:该控制器能有效地稳定不确定电力系统,维持机端电压,具有比自适应逆推励磁控制器更好的性能.     

基于自适应Terminal滑模控制方法的VSG控制

由于分布式电源并网逆变器存在的低惯性、欠阻尼特性会影响电力系统稳定性,利用考虑发电机励磁与汽门综合控制的同步发电机四阶模型,设计了基于自适应Terminal滑模控制方法的虚拟同步发电机控制方案。针对系统的2个输入变量,构造了2个非奇异的Terminal滑模函数,由于Terminal滑模函数为非线性函数,使得误差可以快速收敛,从而保证了控制器良好的控制效果。仿真结果验证了所提控制策略可以为系统提供必要的惯性和阻尼,保证系统在参数不确定和存在外界扰动情况下的鲁棒性,能够抑制振荡并提高电力系统的稳定性。     

基于非线性干扰观测器的PMSM自适应反演滑模控制

为了解决永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统中存在的内部参数摄动、负载扰动以及外界不确定性干扰等问题,设计了基于非线性干扰观测器(NDO)的自适应反演滑模控制器。通过NDO对系统存在的扰动进行观测,并将观测结果引入到自适应反演滑模控制器进行补偿。针对引入NDO后的系统,设计自适应反演滑模控制器,对滑模控制器中的切换增益利用自适应律进行调节,削弱系统抖振,提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。仿真结果表明,与传统反演滑模控制相比,基于NDO的自适应反演滑模控制器对系统中存在的扰动具有更好的抗干扰能力,该控制器可削弱系统的抖振,从而提高了PMSM位置伺服系统的跟踪精度。     

自适应积分逆推滑模励磁控制研究

电力系统参数摄动和外界干扰等因素对励磁系统影响很大,该文选择易于测量的状态变量建立鲁棒励磁控制系统模型,结合逆推设计方法和自适应滑模控制理论设计励磁控制器。按照逆推设计方法,逐步构造了李亚普诺夫函数,在构造虚拟控制信号时引入误差的积分项;给出阻尼系数的自适应律;设计了新的滑模面,从而得到最终的控制规律,对干扰进行抑制。仿真实验结果表明,系统在动静态响应性能上均优于常规逆推控制,说明这种控制方法能够改善系统的电压和功角稳定性。     

Terminal滑模变结构励磁控制设计及仿真研究

基于Terminal滑模变结构控制,提出了一种新的励磁控制器设计策略。给出了其设计过程,计算了其到达时间,证明了其稳定性。该励磁控制策略以微分几何精确反馈线性化为理论基础,可以推广到多机系统的分散励磁控制中。以线性最优励磁控制器为参照,利用一典型单机无穷大系统,进行了多种扰动下的仿真校验。仿真结果验证了所提励磁控制策略的稳定性和鲁棒性,此外,还发现该控制策略能明显提高系统的电压、功角、频率稳定性。     

SVC与发电机励磁的逆推Terminal滑模协调控制

设计了一种静止无功补偿器与发电机励磁的逆推Terminal滑模协调控制器,采用逆推法逐步构造李亚普洛夫函数,不确定参数用自适应律替换,最后一步加入Terminal滑模面,使相关变量能够在有限时间内收敛到零。针对单机无穷大系统的仿真结果表明,所设计的逆推Terminal滑模协调稳定控制器能够快速阻尼功率振荡,有效提高电力系统的暂态稳定性并可维持机端电压恒定。     

双馈发电机在不平衡电压下的二阶滑模控制

针对双馈风力发电机在电网电压不平衡时运行不佳的问题,将自适应二阶滑模应用到双馈风力发电机的直接功率控制系统中。采用滑模观测器对系统因负序分量引起的不确定部分进行估计,设计自适应二阶滑模控制器,推导了控制器参数的自适应律,使控制器参数能够在线修正。同时证明了控制系统在有限时间稳定。仿真研究显示所设计风力发电系统能对有功、无功功率及其定子电流进行有效控制,削减了传统滑模中的抖振。     

带指令滤波的直驱永磁风机自适应反推积分滑模控制

针对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪问题,提出一种带指令滤波的自适应反推积分滑模控制器。构造了直驱式永磁风力发电系统的非线性模型。基于反推法设计控制器,并引入二阶滑模微分器充当指令滤波器,避免传统反推控制中计算膨胀和控制器饱和问题,并针对滤波误差设计补偿信号。考虑系统运行过程中参数的变化和系统未建模部分的影响,引入投影自适应算法提高系统的动态性能,并确保自适应估计值是有界的。同时为提高系统的鲁棒性,引入积分滑模控制,利用李雅普诺夫方法证明了系统的稳定性。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。与传统PI控制、指令滤波反推控制器相比,所设计控制器具有更好的响应速度和鲁棒性。     

基于终端滑模控制的移动机器人轨迹跟踪

针对移动机器人受到外部不规则扰动时易出现速度和位姿误差跳变的问题,提出了一种基于扰动观测器的动态终端滑模控制方法。结合运动学模型,利用李雅普诺夫法设计虚拟控制器,进一步设计非奇异动态终端滑模轨迹跟踪控制器。为减小外部扰动对系统的影响,设计非线性扰动观测器对控制器进行扰动补偿。最后,将本文所提方法与自适应滑模控制方法进行仿真比较。结果显示,在第15 s扰动发生阶跃变化时,自适应滑模控制方法的线速度和角速度分别发生1.4 m/s和1.24 rad/s的跳变,而本文所提方法速度跳变幅度小于自适应滑模控制方法的1/10。仿真结果表明,本文所提方法可有效地抑制扰动对系统的影响,减小移动机器人速度和位姿误差的跳变幅度。     

PMSM位置伺服系统的自适应反步滑模控制

针对PMSM位置伺服系统参数和负载的不确定因素,借助于反步设计思想与自适应控制和滑模控制相结合,研究该系统的位置跟踪自适应反步滑模控制器.利用Lyapunov理论,获证该系统在所获控制器作用下是全局渐近稳定的.数值实验显示,该控制器能有效抑制系统参数和负载转矩的变化,系统的鲁棒性强,位置输出能有效跟踪参考信号.     

自适应逆推励磁控制器设计

发电机的阻尼系数通常难以准确测量,使得电力系统是一个典型的参数不确定非线性系统.通过对含励磁控制的单机无穷大电力系统的精确反馈线性化,利用逆推控制与自适应机制相结合设计了逆推自适应励磁控制器.其所含的自适应增益控制可以对未知参数进行实时的估计,该控制器能使参数不确定的电力系统保持在Lyapunov意义下的渐近稳定.仿真结果表明,该控制器能有效地稳定电力系统,维持机端电压.