基于滑模变结构的静止无功发生器控制系统

研究了先进的静止无功发生器ASVG(AdvancedStaticVarGenerator)的控制器PQ离散时间解耦模型,可实现有功和瞬时无功的快速解耦控制。在此模型基础上,设计了ASVG双环控制系统。内环为功率控制环,采用变趋近速度离散滑模变结构控制,有效地减小了系统抖振,保证了稳态时系统的渐近稳定性,并增强了闭环系统的鲁棒性。外环为电压控制环,采用单神经元自适应比例积分(PI)控制在线调整参数,可适应系统参数变化、克服扰动,有效控制了瞬态无功交换时直流电容电压的稳定。通过仿真验证了该控制系统的有效性。     

基于瞬时无功理论的先进静止无功发生器的研究

提出了一种基于瞬时无功功率理论的先进静止无功发生器（ASVG）的控制方案。首先详细地对瞬时无功功率理论检测控制信号进行了分析,在此基础上,介绍了无功电流闭环间接控制方案,应用基于瞬时无功功率理论的无功电流检测法实时检测无功电流,提高了系统响应速度。然后简单介绍了ASVG的电路结构;控制器选用TMS320LF2407来实现数据采样、计算和实时控制,满足ASVG实时快速控制的要求,提高了PWM脉冲精度。最后通过Matlab对控制方案做了系统仿真。通过理论论证和仿真分析表明本设计方案是可行的。     

基于能量整形的先进静止无功发生器(ASVG)控制器设计

建立了适合能量整形和考虑系统调节动态的简化ASVG三阶模型,首次应用能量整形IDA-PBC方法设计了先进静止无功发生器(ASVG)的闭环稳定控制器。能量整形IDA-PBC方法直接使用系统能量作为存储函数,物理意义明确,较其它非线性控制器结构简单,并避免了可能产生的不期望的高增益问题,由于设计中完整地保留了系统非线性结构,不需进行任何线性化处理,较各种线性化设计方法具有更强的鲁棒性,适应系统模型和参数不精确程度效果较好。给出的仿真算例表明所提出的ASVG控制器能够在系统发生大的扰动后,ASVG安装点电压和电容器的直流电压能尽快恢复正常,控制方案有效可行。     

基于瞬时无功理论的先进静止无功发生器的研究

提出了一种基于瞬时无功功率理论的先进静止无功发生器(ASVG)的控制方案.首先详细地对瞬时无功功率理论检测控制信号进行了分析,在此基础上,介绍了无功电流闭环间接控制方案,应用基于瞬时无功功率理论的无功电流检测法实时检测无功电流,提高了系统响应速度.然后简单介绍了ASVG的电路结构;控制器选用TMS320LF2407来实现数据采样、计算和实时控制,满足ASVG实时快速控制的要求,提高了PWM脉冲精度.最后通过Matlab对控制方案做了系统仿真.通过理论论证和仿真分析表明本设计方案是可行的.     

基于能量整形的先进静止无功发生器(ASVG)控制器设计

建立了适合能量整形和考虑系统调节动态的简化ASVG三阶模型,首次应用能量整形IDA-PBC方法设计了先进静止无功发生器(ASVG)的闭环稳定控制器.能量整形IDA-PBC方法直接使用系统能量作为存储函数,物理意义明确,较其它非线性控制器结构简单,并避免了可能产生的不期望的高增益问题,由于设计中完整地保留了系统非线性结构,不需进行任何线性化处理,较各种线性化设计方法具有更强的鲁棒性,适应系统模型和参数不精确程度效果较好.给出的仿真算例表明所提出的ASVG控制器能够在系统发生大的扰动后,ASVG安装点电压和电容器的直流电压能尽快恢复正常,控制方案有效可行.     

静止无功补偿、励磁和汽门协调滑模控制器的研究

提出一种静止无功补偿、励磁和汽门协调控制器.首先,在精确线性化理论的基础上,对包含静止无功补偿、励磁和汽门控制的多输入系统非线性数学模型进行精确线性化;然后,对于精确线性化后的伪线性系统,采用基于李雅谱诺夫法的滑模变结构控制,得到一个最终的非线性滑模控制器.与传统的线性控制器以及非线性最优控制器进行比较研究,仿真结果表...     

基于滑模控制理论的STATCOM无功补偿控制策略研究

静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator,STATCOM）能高效灵活地调节输电线路的无功传输,且不受电网电压的影响。考虑到STATCOM在dq坐标下是一个强耦合、非线性系统,采用逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性模型。运用滑模变结构控制理论,设计出伪线性系统的滑模控制律。建立STATCOM的仿真模型对其进行仿真试验并与其他控制方法进行对比,结果表明基于此控制策略设计出的控制器能使补偿器具有良好的效果。     

基于滑模控制理论的STATCOM无功补偿控制策略研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)能高效灵活地调节输电线路的无功传输,且不受电网电压的影响.考虑到STATCOM在dq坐标下是一个强耦合、非线性系统,采用逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性模型.运用滑模变结构控制理论,设计出伪线性系统的滑模控制律.建立STATCOM的仿真模型对其进行仿真试验并与其他控制方法进行对比,结果表明基于此控制策略设计出的控制器能使补偿器具有良好的效果.     

基于欧拉-拉格朗日系统模型的ASVG无源非线性综合控制

先进静止无功发生器(ASVG)的控制方法是影响其补偿性能和效果的重要因素,其传统PI控制器结构简单,参数设计容易,但动态稳定性较差.为提高系统稳定性,将ASVG的数学模型用Euler-Lagrange系统表示,采用无源控制(PBC),设计ASVG的PBC控制器.从理论上保证ASVG系统的Lyapunov函数稳定性,但当系统出现干扰时ASVG安装点的系统交流电压和电容器直流电压波动太大.基于此,提出ASVG无源非线性综合控制方案,即:电流内环控制采用基于PBC的控制,ASVG安装点交流电压和电容器直流电压的双外环控制均采用PI控制,既保持了所提出的综合控制器能在大干扰下提高系统的稳定性,也能够快速有效地将ASVG安装点的系统电压和电容器直流电压控制在允许的范围内波动.具有ASVG的单机-无穷大系统的Matlab仿真结果表明了控制系统模型的正确性和所设计的综合控制器的有效性.     

静止无功发生器的动态模型和参考电流检测

静止无功发生器(ASVG)是柔性交流输电系统中的一种重要的控制器，补偿系统的无功功率或阻尼系统振荡，还具有抑制谐波和滤除负序、零序电流的能力。利用开关函数法建立了四桥臂ASVG的动态模型，讨论了四桥臂ASVG基于瞬时无功功率理论的ip-iq参考电流检测法，给出了相应的原理图及数学方程。     

ASVG的非线性L2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。     

可控串联补偿的滑模PID控制器设计

为抑制电力系统中可控串联补偿装置的非线性及外部扰动影响,文中应用直接反馈线性化方法和滑模比例–积分–微分(proportional-integral-differential,PID)控制理论,设计了可控串联补偿的新型非线性控制器。利用直接反馈线性化方法对非线性模型精确线性化,采用滑模变结构理论与常规PID的复合控制策略,设计的可控串联补偿控制规律简洁,易于工程实现且鲁棒性好。仿真结果表明,与传统的控制方式相比,滑模PID控制器能有效地阻尼系统振荡,提高系统的暂态稳定性,对运行点变化也具有较好的适应性。     

静止无功补偿器的模糊神经元PID电压控制

针对传统PID控制应用于静止无功补偿器电压控制系统所体现出的快速性与稳定性之间的矛盾,以及较差的自适应能力和鲁棒性的缺陷,采用神经元控制和比例控制设计了1种变结构PID控制器,并采用模糊控制实现该变结构PID控制器参数Kp、Kd和Ki的在线调整。仿真结果表明,将所设计的模糊神经元PID控制器应用于SVC电压控制系统,能有效、快速地补偿系统的无功功率,可更好地实现电力系统电压的稳定控制作用,且控制系统具有较快的响应速度、较好的动态和静态稳定性、较强的鲁棒性及自适应能力。     

基于滑模变结构控制的水轮机调节系统

出了消除状态方程稳态误差的方法,在此基础上设计了水轮机调节系统的滑模变结构控制器.仿真试验表明,改进的三控制输入水轮机调节系统状态空间方程是一种有效的水轮机调节系统模型;滑模变结构控制器性能优于 PID 控制器,对水轮机调节系统的物理参数摄动、运行工况变化、各种幅度扰动具有更好的鲁棒性、适应性.     

基于结构保留模型的静止无功补偿器鲁棒非线性控制

采用Hamilton函数方法研究了静止无功补偿器(SVC)的鲁棒非线性控制问题。首先基于系统网络结构特点,建立了包含SVC、恒功率负荷和有界外部扰动的电力系统的结构保留不确定非线性控制数学模型,然后通过坐标变换和预置状态反馈控制完成了系统的耗散Hamilton实现。最后,基于该耗散实现设计了鲁棒控制器,并分析了闭环系统的渐近稳定性。由于充分利用了系统的内在耗散结构特性,所设计的鲁棒控制器物理意义明确,易于实现。与常规PID控制器的仿真比较表明,该鲁棒控制器作用下系统的超调量小、响应速度快,能有效抑制外部干扰对系统暂态稳定性的影响,有效提高了系统的动态性能。     

ASVG非线性控制及其对电压稳定性改善的研究

首先建立了新型静止无功发生器（ＡＳＶＧ）控制系统的数学模型，应用零动态设计方法，提出了ＡＳＶＧ的非线性控制规律，并应用于改善无功电压稳定性的仿真研究，结果表明，ＡＳＶＧ非线性控制规律可以有奖惩 地改善电力系统电压稳定性，有效地抑制电压崩溃的发生。     

基于反推方法的滑模自适应励磁控制

针对电力系统参数摄动和外界干扰等因素对励磁系统的影响,经过对传统模型状态变量的变换,建立了励磁控制系统模型,设计了基于backstepping方法的模糊滑模励磁控制器。该方法通过逐步构造Lyapunov函数和设计切换函数,从而得到了最终的控制规律。最后对所设计的算法进行了仿真研究,与常规PID+PSS控制方法相比,系统在动静态响应性能上均优于PID+PSS控制。通过仿真表明这种控制方法不仅有效而且还能达到比较满意的控制效果。     

双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的混合非线性控制系统

针对传统PWM变换器及PID控制器存在的很多缺点,提出一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动永磁同步电机(PMSM)的混合非线性控制方案。首先,针对系统易受电网和负载扰动的问题,建立TSMC-PMSM系统整流器端口的受控耗散哈密顿模型(PCHD),证明其严格的无源性,设计TSMC-PMSM系统整流器端口的基于互联与阻尼分配(IDA)的无源性控制(PBC)器,并理论证明该闭环系统的稳定性;另外,针对转速外环PID控制器自我调节能力差的问题,利用自抗扰控制器(ADRC)非线性光滑反馈的特点,设计变积分系数PI-ADR非线性控制器。仿真和样机实验结果都表明,采用混合非线性控制的TSMC-PMSM系统具有良好的网侧性能、很强的抗扰动能力和很好的动、静态性能。