永磁同步交流牵引系统LQG／LTR控制研究

针对永磁同步交流牵引系统运行过程中存在参数扰动及传感器量测噪声的影响,采用线性二次高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)鲁棒控制技术,设计了基于LQG的系统控制器,通过LTR技术优化系统控制器设计,完成参数扰动时的控制性能仿真。仿真结果表明,在参数扰动±5%时,系统具有较强的鲁棒性。提出了基于DSP平台的永磁同步交流牵引LQG/LTR控制系统实现方案。试验结果表明,在系统噪声和测量噪声存在的情况下,使用LQG/LTR控制器的交流永磁同步交流牵引系统,比使用传统的PID控制系统具有更好的动态响应及鲁棒性。     

统一潮流控制器的线性二次高斯控制/回路传输恢复技术设计

线性二次高斯控制／回转传输恢复技术（LQG／LTR）是一种多变量频域设计方法，它以良好的鲁棒性和解耦特性得到广泛的应用，本文基于UPFC的5阶动态模型以单机无穷大系统为例，采用LQG／LTR控制原理设计了UPFC的LQG／LTR控制器，仿真结果表明，该控制方法具有比线性最优控制更好的动态品质，并具有干扰抑制能力，特别是对干扰信号表示成白噪声的系统模型，从而使系统具有较好的鲁棒性和稳定性。     

LQG/LTR controller for PMSM traction system

针对永磁同步交流牵引系统运行过程中存在参数扰动及传感器量测噪声的影响,采用线性二次高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)鲁棒控制技术,设计了基于LQG的系统控制器,通过LTR技术优化系统控制器设计,完成参数扰动时的控制性能仿真.仿真结果表明,在参数扰动±5％时,系统具有较强的鲁棒性.提出了基于DSP平台的永磁同步交流牵引LQG/LTR控制系统实现方案.试验结果表明,在系统噪声和测量噪声存在的情况下,使用LQG/LTR控制器的交流永磁同步交流牵引系统,比使用传统的PID控制系统具有更好的动态响应及鲁棒性.     

一种面向舒适性的高速列车横向控制研究

针对高速列车高速行驶时列车车体横向振动，文章提出了基于 LQG 控制算法。在 SIMPACK 中建立高速列车 １７ 自由度横向振动模型,结合 MATLAB/Simulink进行仿真分析，分别从时、频域分析 LQG 控制对车辆运行平稳性的影响。结果表明，LQG 控制可提高列车运行横向平稳性，车体横向振动加速度在人体敏感0.1～２Hz 频率范围内也有一定改善。     

基于子空间的LQG控制及其在光伏并网逆变器的应用

目前模型预测控制广泛地应用于并网逆变器的电流控制中,然而模型不准确是影响预测控制器性能的关键因素。为了避免复杂的建模过程,结合子空间方法和线性二次高斯(Linear Quadratic Gaussian,LQG)控制,提出了基于子空间的LQG控制。利用过去的输入输出数据和未来的输入数据,寻找出未来时刻的输出预测值,从而直接应用到LQG控制器的设计中,并将该方法成功地应用到三相光伏并网逆变器控制中。通过Matlab仿真结果显示逆变器输出电流符合并网标准,证明了该方法的可行性,并且具有良好的动态响应性能和鲁棒性。     

风力发电机组优化变桨距控制研究

风速变化的随机性和风力机叶轮巨大的转动惯量导致风力发电机对风速突然变化的动态响应通常都是时间滞后的,这可能会使叶轮转速和输出功率出现较大波动。基于线性二次高斯（LQG）优化控制理论提出变桨距优化控制方法,与传统的PI变桨距控制相比,可以抑制叶轮转速和功率波动。以2 MW变速变桨风力发电机组为实验对象,采用FAST-MATLAB/Simulink联合软件平台分别对LQG优化变桨距控制和传统PI变桨距控制进行仿真分析,证明LQG优化变桨距控制在抑制叶轮转速和功率波动方面的有效性。     

混流式水轮机组的模糊滑模控制

针对水轮机常规PID调速器不能有效利用调节系统内部信息的缺点,在分析水轮机调节系统数学物理模型的基础上,采用基于模糊规则的滑动模态控制器,并对某一水电站的混式水轮机组调速模型进行Malab仿真。证明了模糊滑模控制方法在此种水轮机调速控制方面的可行性以及良好的鲁棒性。     

混流式水轮机组的模糊滑模控制

针对水轮机常规PID调速器不能有效利用调节系统内部信息的缺点,在分析水轮机调节系统数学物理模型的基础上,采用基于模糊规则的滑动模态控制器,并对某一水电站的混流式水轮机组调速模型进行MATALB仿真.证明了模糊滑模控制方法在此种水轮机调速控制方面的可行性以及良好的鲁棒性.     

水轮机导叶开度的自适应非线性输出反馈控制

水轮机导叶开度的控制归结为一个复杂的非最小相位非线性控制模型,其自适应控制不易采用传统非线性控制方法解决。为解决水轮机导叶开度的自适应控制问题,将通用自适应输出反馈控制应用到水轮机导叶开度的控制。首先通过一个线性可逆变换将水轮机导叶开度控制的非线性模型变换成满足通用自适应输出反馈控制定理要求的形式,然后证明变换后的形式满足通用自适应输出反馈控制定理要求的条件,最后对变换后的模型应用通用自适应输出反馈控制定理得到相应的控制器。数值仿真表明,基于通用自适应输出反馈设计的水轮机导叶非线性开度控制是有效的,且对系统参数变化具有极强的鲁棒性。     

适用于电力系统稳定分析的冲击式水轮机调节系统动态模型

为了研究冲击式水轮机接入电力系统的稳定性,建立了一种冲击式水轮机的数学模型。该模型包括考虑水轮机流量与机械功率非线性关系的水轮机解析非线性模型、引水系统弹性水击模型、喷针开度控制模型、折向器控制模型。仿真计算了其调节特性,与实测结果对比验证了所建立模型的有效性。结合云南电网的暂态过程仿真,分析了不同的冲击式水轮机及调速器模型对电力系统暂态稳定性的影响。结果表明,考虑水轮机流量与机械功率非线性关系和弹性引水系统水击的解析非线性水轮机模型能更有效模拟冲击式水轮机特性。     

基于水轮发电机综合非线性模型的调速器控制

为了提高大型水轮机组远距离输电的安全稳定性,在具有刚性水锤的一类水轮发电机的综合非线性模型的基础上,根据非线性微分几何控制理论,提出了新的调节输出设计法。该方法可以克服现有调速器非线性控制面临的零动态设计瓶颈,从而推导出调速器的一种新型非线性控制律——综合非线性调速器控制器(CNGC)。同时,论证了理想水轮机模型是该综合非线性模型在额定运行点线性化近似的结果。数字仿真实验表明,所提出的CNGC不但效果远好于常规控制律,而且优于现有的基于理想水轮机模型推导的非线性控制律(GNOPSS)。     

水轮机调节系统非线性扰动解耦控制

该文针对水轮机调节系统非线性、时变、非最小相位的特点，采用微分几何非线性控制理论中的扰动解耦控制方法，设计了水轮机调节系统的非线性扰动解耦控制策略。在新控制策略中，除了机组转速偏差外，接力器行程偏差和有压引水系统水压力的变化也是控制信号的一部分。仿真结果表明该控制策略能有效的改善水轮机调节系统的动态性能，增强其鲁棒性和抗强干扰的能力。     

一种基于自组织模糊规则的水轮机调速器

针对非线性复杂时变的水轮发电机组，介绍了一种基于自组织模糊规则的水轮机调速器。在常规的模糊控制器基础上，结合e-ec相平面分析了控制器的一般性能，以判别式k进行规则修改决策，并得出控制量增量，以此直接修改模糊控制规则表中对应元素，从而建立了不需要被控对象精确模型的自组织模糊控制系统。系统对于结构和参数变化大的水轮机也具有广泛的适应性，而且结构简单，鲁棒性强。仿真实验表明此控制方法实际效果良好。     

基于神经网络的水轮机调节系统自抗扰控制

本文针对水轮机调节系统的特点,提出基于神经网络的自抗扰控制策略,并应用于水轮机调节系统的控制;文中对神经网络的训练样本、方法及其与自抗扰控制器结合的方式进行了分析和讨论,并得出了有益的结论;仿真结果表明:基于神经网络的自抗扰控制器对具有强非线性和不确定强扰动的水轮机调节系统有较强的鲁棒性。     

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。     

基于模糊PID的水轮机调节系统的研究

建立了水轮机调节系统一次/二次调频的仿真模型;针对水轮机常规PID调节系统不能在线自整定参数的问题,提出了基于模糊控制技术的PID参数模糊自整定;仿真结果显示新控制策略效果更佳,更具鲁棒性。     

基于改进粒子群算法的水轮机调速系统参数优化研究

水轮机调速系统控制效果对于提高水轮发电机组工作效率以及提升电能质量具有非常重要的作用,因此,对其进行有效控制具有非常重要的应用价值,为了能够弥补传统水轮机调速系统控制的缺陷,将改进粒子群算法应用于水轮机调速系统地参数优化。首先,分析了水轮机调速系统的基本原理;其次,分析了水轮发电机组调速系统的模糊PID控制算法;然后,讨论了改进粒子群算法的基本理论,设计了相应的数学模型和算法流程;最后,进行了基于改进粒子群算法的水轮机调速系统的参数优化仿真,仿真结果表明,改进粒子群算法能够有效地提高水轮机调速系统的可靠性。     

鲁棒Smith预估控制在水力机组调节的探索

水轮发电机组包含有水力,机械,电气子系统,具有非线性,正零点等不易控制的特点,本文将Smith预估控制用于机组的调节,并采用鲁控制理论设计控制器,获得了满意的动态性能和鲁棒性能,抑制负荷扰动的能力也可以通过结构改善得到改观。     

大型水轮发电机组水门开度控制零动态设计方法

针对一类非线性非最小相位系统,利用微分几何控制理论,首先通过引入动态反馈对其扩维以获得稳定的零动态,然后采用标准的线性系统方法设计非线性控制器;进一步利用哈密顿 — 雅可比 — 贝尔曼方程和中心流形理论分别证明所设计控制律的最优性以及闭环系统的稳定性。结合水轮机调速系统模型,求得大型水轮发电机组水门开度非线性最优控制律。对川渝—华中电网的仿真结果表明,与常规控制器相比,所设计的调速系统控制律能够显著提高电力系统的暂态稳定性。     

基于模型的汽轮机液压调速系统故障检测

本文讨论了汽轮机调节系统中滑阀卡涩故障模型,从统计角度提出了用力平衡残差概率分布作为故障特征的诊断方法,该方法把液压系统中固有的油流噪声及电网周波的随机扰动作为有用的激励信号,在机组运行的任何时刻都可进行诊断,算法计算量小,是一种实时性较强的诊断方法。