水轮发电机组的非线性控制器仿真研究

基于水轮发电机组刚性水击模型，分别采用逆系统非线性控制和自抗扰控制（ADRC）方法，设计了水门和励磁控制系统。针对水轮发电机组刚性水击模型对象和弹性水击模型对象，进行了数值仿真实验。研究结果表明，当受控对象与其设计模型接近时，逆系统解耦控制具有优良的控制品质，但对对象模型变化的适应性较差；逆系统两通道独立控制系统具有优良的暂态稳定性，但在励碰控制中需另加调压措施，自抗扰控制对机组模型结构和参数的变化，内外扰动都具有很好的适应性和鲁棒性，控制品质优良，是一种很有前景的水轮发电机组控制策略。     

基于自抗扰控制器的级联多电平静态同步补偿器控制系统

级联多电平静态同步补偿器(STATCOM)是强耦合非线性系统，采用传统PID控制和现代控制理论难以得到满意的控制效果。为了提高系统的动态性能和鲁棒性，文中根据自抗扰控制器(ADRC)的原理提出了级联多电平STATCOM的自抗扰控制方案。自抗扰控制器的设计不需要精确的STATCOM参数和数学模型，它内部的扩张状态观测器可以估计出系统内扰(包括模型的不确定项和耦合项)和外扰的实时作用并给予补偿，从而实现无功电流和有功电流的解耦自抗扰控制。仿真和试验结果表明，自抗扰控制器对系统模型的不确定性和外扰具有较强的适应性和鲁棒性，控制系统具有优良的动态性能。     

基于自抗扰技术的风扇磨直吹锅炉主汽压力自动控制系统研究

应用自抗扰控制(ADRC)策略解决由被控对象的时变和非线性特性给风扇磨直吹式锅炉主汽压力自动调节带来的控制品质恶化问题,这种控制算法只需被控对象的输入输出信息就能很好地估计出系统的实时内外扰动总和,并将其加以补偿.该控制器具有结构简单、响应快、鲁棒性强等优点,仿真表明这种控制器能有效改善该类系统的控制品质.     

水轮发电机组励磁系统的自抗扰控制

为了进一步提高电力系统的稳定性，应用自抗扰控制（ADRC）理论对水轮发电机组励磁系统进行设计，将模型的外部扰动和不确定参数的变化作为系统的扩张状态进行实时观测并加以补偿，将输出量与给定信号的误差进行非线性组合，形成外环控制率。通过对三相短路故障状态的动态仿真，并与传统PID控制效果进行对比，结果表明ADRC系统响应快、超调小，对模型的不确定性及外部扰动具有更强的适应性和鲁棒性，进一步提高了系统的阻尼。     

基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定

自抗扰控制器（ADRC）是通过改进经典比例积分微分（PID）控制的缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,文中给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数而实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上,使用集散控制系统自身控制模块实现了自抗扰控制系统的构建,这对于工程实际应用具有重要意义。以某超临界600 MW直流锅炉发电机组仿真机的主汽温为对象,进行ADRC控制下的变工况、10%扰动和快速减负荷（RB）实时仿真试验。结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统与PID控制系统相比,该系统对被控对象特性的不确定性和外部扰动具有较强的适应性和鲁棒性,具有优良的控制性能。     

无轴承异步电机自抗扰控制系统

介绍了自抗扰控制器的结构和数学模型,以及自抗扰控制器在无轴承异步电机中的应用,包括转子磁链辨识模块、无速度传感器模块、速度转矩ADRC控制模块等,建立了基于ADRC的BIM控制系统。实验和仿真结果表明,将ADRC应用到无轴承异步电机系统中,系统的动态性能好,抗干扰能力强。     

双级矩阵变换器的自抗扰闭环控制

自抗扰控制是一种基于过程误差来减小误差的非线性鲁棒控制技术,适用于不确定性系统的控制.针对双级矩阵变换器(TSMC)系统的非线性强耦合特点,将自抗扰控制技术应用于TSMC的闭环控制中,建立了dq坐标系上TSMC的数学模型.根据模型的耦合、不确定性,引入自抗扰控制器,对系统内外扰进行观测和补偿.文中分析了自抗扰控制器ADRC各环节的功能原理、设计方法及参数整定规律.仿真结果表明,基于ADRC的闭环控制可保证TSMC系统在各种扰动下具有良好的动静态性能,验证了该控制策略的优越性.     

基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息.实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性.     

蒸汽发生器水位的自抗扰控制

针对蒸汽发生器(steam generator,SG)水位控制过程存在的主要问题,提出1种SG水位自抗扰控制(activedisturbances rejection control,ADRC)系统。基于SG水位变动过程分析,将SG水位控制对象等效为二阶系统,建立SG水位的二阶自抗扰控制系统。该控制系统利用扩张状态观测器对系统的"内扰"和"外扰"实时估计,通过前馈方式给予补偿;同时,通过非线性反馈控制改善控制系统的快速性和稳定性。在水位扰动、给水扰动和蒸汽扰动下,对SG水位自抗扰控制系统进行对比仿真试验,结果表明,建立的SG水位自抗扰控制系统具有良好的控制品质。     

微型燃气轮发电机系统的自抗扰控制方法研究

微型燃气轮机是一个复杂的热能动力系统,它的不确定性与非线性特性使得难以对其实现高精度控制,为了实现对微型燃气轮机的稳定控制,充分发挥微型燃气轮机在分布式发电中的优越性,引入自抗扰控制器,以转速为输入设计扩张观测器,利用前馈环节予以补偿,同时通过非线性组合抑制转速偏差,实现整个微型燃气轮机控制的优化。论文详细介绍了微型燃气轮机的模型及ADRC控制策略,通过负荷波动仿真及鲁棒性仿真来研究自抗扰控制器在提高微型燃气轮机系统稳定性上的优势。仿真结果表明,基于自抗扰控制器的微型燃气轮机表现出良好的动态性能,具有较强的鲁棒性能。     

递阶智能控制在电弧炉控制系统中的应用

由于电弧炉铅锌冶炼过程是一个极其复杂的物理化学过程，具有较强的非线性、不确定性、事变性和强耦合等。对于这样一个复杂过程，要建立它的精确数学模型是非常困难的，甚至是不可能的。根据大量的冶炼经验和统计数据，本文提出了一种基于专家控制系统的递阶智能控制的控制策略，这种方法已成功应用于广东韶冶的铅锌冶炼之中，且该方法对于其他的复杂生产过程控制也具有一定的指导意义。     

电力系统自适应稳定控制装置及其在线实时控制

基于现代电力系统的复杂性，现有的稳定控制装置按离线策略表方式只能考虑单纯的动态模型，按故障区段、故障类型发出控制命令，不能实时在线考虑事件约束，往往导致控制失准，不能防止电力系统发生灾变事故时造成大面积停电。作者研制的电力系统自适应稳定控制装置采用分散协调解耦控制可同时满足按运行工况及具体故障严重程度在线实时控制的要求，达到有效地防止系统失稳，杜绝大面积停电。     

发电机的灰色去余控制

探讨了基于灰色去余控制理论的发电机稳定控制，研究表明该方法是可行的。仿真计算 指出，加灰色去余控制后，系统对扰动的抑制能力显著增强，其超调量、调整时间等均优于 PSS。     

现场总线与控制系统

结合现场总线技术和控制系统的最新发展,综述了当今几种控制系统的结构及特点,并从网络技术、开放性、组态技术等几个方面描述了新一代控制系统的主要特征,最后列举并细述了影响控制系统可靠性的几个因素。     

UPS无互联线并联中基于解耦控制的下垂特性控制方案

在UPS无互联线并联中，传统下垂特性控制是一种有效的控制方案，但是它在动态调节过程中容易引起正反馈效应。该文通过对传统下垂特性局限性的仔细分析，提出了一种基于解耦控制的新下垂特性控制方案。此控制方案可以克服传统下垂特性的弱点，也不会影响稳态时的功率均分，同时还具有对参数变化较强的抗干扰能力。仿真与实验结果都证实了该方案不仅可以获得很好的动态调节特性，而且可以提高并机系统的稳定性。     

STATCOM无功电流的鲁棒自适应控制

从器件级、装置级和系统级3个层次讨论电压源型STATCOM的数学建模和控制器设计;提出了一种鲁棒型直接自适应控制算法,以解决STATCOM模型参数未知情况下无功电流的追踪控制问题。在对象系统严格正实性得以验证的基础上,系统地选择了控制器设计参数,并考虑了输入输出噪声对控制系统的影响,从而使控制器具有较好的鲁棒性。数字仿真结果表明,得到的控制器在追踪控制能力和鲁棒特性等方面比PI控制优越。     

综合的自动发电控制

综合分析了目前国外采用的几种不同方案的自动发电控制(AGC) 技术，提出了综合 的自动发电控制方案，采用最简化的可变结构控制和柔性控制的AGC，通过模拟的示例表 明其控制效果令人满意。     

汽轮发电机组的鲁棒性控制

主要介绍了基于反馈线性化的非线性变结构控制、模糊变结构控制、带等效控制项的非线性变结构控制、非线性PID控制等几种控制方式,以及它们在电力系统励磁、汽门及其综合控制中的应用。计算机仿真结果表明这些控制器提高了电力系统的稳定性及控制系统的鲁棒性。     

基于模糊自整定PI控制和重复控制的单相正弦脉宽调制逆变电源复合控制方案

提出了一种基于模糊自整定比例积分(ProportionalIntegral,PI)控制和重复控制的新型单相正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)逆变电源控制方案.利用模糊自整定PI控制增强系统抵抗参数变化和各种非线性不确定扰动的能力,改善了系统的动态特性;利用重复控制改善系统的稳态特性和增强系统克服同频率扰动的能力.仿真实验结果表明,该控制方案使正弦波逆变电源系统获得了良好的稳态和动态性能,在系统含有不同扰动频率时仍具有较好的控制品质.     

新型静止无功发生器的控制方法研究

在新型静止无功发生器STATCOM基本原理与模型的基础上 ,理论分析了STATCOM的两类控制方法 :电流间接控制和电流直接控制 ,并且对这两种方法进行了基于TMS32 0F2 4 0DSP芯片的编程实现 ,从理论上得出不同控制方法的优缺点。