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)。     

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。     

水轮发电机组非线性控制器优化研究

基于一种非线性鲁棒控制理论,针对一类SISO仿射非线性系统,提出一种非线性控制器的优化设计方法;利用遗传算法优化控制器参数,使系统的预期动力学方程按照明确的性能指标进行选取;将针对刚性水锤效应的水轮发电机组设计的非线性控制器应用到弹性水锤模型对象,并与精确反馈线性化（EFL）方法所设计的控制系统相比较.结果表明,该文方法所设计的控制系统能较好适应机组模型结构和参数的变化;在发生三相短路和负荷扰动时能取得满意的动态性能.该方法有利于提高水轮发电机组的适应性和鲁棒性.     

水轮机调速器的非线性PID控制

本文研究采用非线性PID控制来改善水轮机调速系统的性能。仿真结果表明：非线性PID控制具有响应速度快、超调量小的特点，可有效地改善水轮机调速系统的控制性能。     

水轮机调速器的智能非线性PID控制

将PID控制、非线性控制、仿人智能控制相结合，提出了一种智能非线性PID控制器，并讨论了其结构和算法。它在大误差时采用强比例、弱积分，小误差时采用弱比例、强积分控制，具有参数自适应和结构自组织的特点。对水轮机控制系统的仿真，智能非线性PID控制器具有响应速度快、超调量小的特点，可有效地改善水轮机调速系统的动态性能和鲁棒性。由于所述控制器的参数调谐和控制策略切换是基于控制误差进行的，因此易于在工程实践中实施。     

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。     

轴流转桨水轮机多指标非线性调速器设计

为了改善轴流转桨水轮机调速器的控制性能,在考虑调速系统非线性因素的基础上,提出了一种多指标非线性控制策略。通过分析轴流转桨水轮机机械特性,给出了水轮机调速系统各环节数学模型,在此基础上建立了轴流转桨水轮机调速系统的非线性模型。并基于多指标非线性控制理论,针对轴流转桨水轮机的刚性水锤效应,设计了非线性控制器。仿真结果表明,文中所建立的调速系统模型,能有效反映轴流转桨水轮机非线性特征;所提出的控制策略与工程实际中应用的PID策略相比,能更好地改善系统的稳定性和运行特性,控制目标品质更为优秀,使得系统具有很高的可靠性和抗干扰能力。     

水轮发电机组GA模糊控制器研究

模糊控制器设计的困难之一就是确定量化因子和隶属度函数，它们对控制器性能具有重要影响。文中提出用遗传算法（GA）对水轮发电机组模糊控制器进行优化设计，描述了控制器结构，优化算法和动态仿真结果。仿真对比试验表明，经过GA优化的模糊控制器比经过MATLAB NCD工具箱优化的PID控制器具有更好的控制效果和更强的鲁棒性。     

基于Hamilton能量理论的水轮发电机水门与励磁非线性L2控制

针对水轮发电机控制问题,进行了水门调节与励磁控制双输入设计,使系统达到功角和输出电压稳定性。对于五阶双输入水轮发电机模型,采用Hamilton能量设计方法,在无外部扰动时,系统迭到渐近稳定;有外部扰动时,系统具有有限增益L2稳定性。仿真结果验证了设计方法的有效性。     

水轮机水门非线性控制器设计

针对水轮发电机组水门调节的刚性水锤非线性模型，采用二阶扩张状态观测器进行动态反馈线性化，并设计了相应的预期动力学方程。然后基于弹性水锤模型进行仿真实验，并与精确反馈线性化方法比较。结果显示，在三相短路故障、负荷扰动的暂态过程中两种方法动态品质相近，而动态反馈线性化方法在参数变化上具有较强的鲁棒性。     

TCSC与水轮发电机励磁和水门的多指标非线性协调控制

采用多指标非线性控制设计方法，对TCSC与水轮发电机的励磁和水门进行了协调控制设计。设计过程表明：多指标非线性设计方法能较好地解决多输入多输出高阶非线性控制系统的设计问题，并且对于具有非最小相位环节的水轮发电机非线性控制系统也能有效地解决其设计问题。文中所设计的多指标非线性协调控制律能有效地协调系统各状态量的动、静态性能，既提高了系统的稳定运行能力，改善了系统各状态量的动态响应特性，又能很好地保证机端电压、有功输出和TCSC阻抗这些反应系统输出特性状态量的控制精度。仿真结果表明：TCSC与发电机进行协调控制，有利于提高系统的稳定运行能力，因此，在一次系统电气特性允许的情况下，应考虑将TCSC的安装地点尽量选择在靠近发电厂一侧，以便实施TCSC与发电机的协调控制。     

PMW型DC／DC开关变换器非线性闭环控制策略的研究

融合了开关变换器脉动和非线性的特点,提出了积分函数控制新策略,实现了输出电压平均值的即时动态控制,即在电源电压与负载电流瞬态或持续扰动下,开关变换器直流输出电压的动态或稳态输出误差为零。以降压型开关变换器为例,计算机仿真和实验验证了新策略的优良特性。     

汽门开度的神经网络广义逆系统控制

给出了一种基于神经网络广义逆系统的汽轮发电机汽门开度控制策略,在无需系统模型参数和状态反馈的情况下,可实现非线性系统的大范围线性化,从而实现非线性系统的线性化控制。对单机无穷大系统的仿真表明,应用该控制策略可显著地增强电力系统的暂态稳定性。     

参数自适应模糊PID控制器及其在水电机组调速器中的应用

由于水电机组调速系统控制对象———水轮机的运行工况在不断变化，描述水轮机动态特性的数学模型及引水系统的模型参数时刻发生变化，常规PID控制的应用受到限制。文中引入了模糊控制理论，使用参数自适应模糊PID控制器替代常规PID控制器，通过仿真结果显示，对水电机组过渡过程的控制具有明显的效果。     

改善暂态稳定性的HVDC非线性控制策略

提出了一种新的高压直流输电系统的非线性紧急控制策略。首先建立包括HVDC联络线在内的交、直流互联电网的观测解耦状态空间模型，根据该模型，只需要当地信号实施控制, 驱动子系统到达局部平衡点，就能使全系统达到稳定，然后应用非线性最优变目标控制策略推导出HVDC系统的控制规律。用3机系统进行数字仿真的结果表明，该方法能够在大干扰和紧急状态下充分利用HVDC的快速响应和短时过载能力，提高交、直流互联系统的暂态稳定性和对功率突然严重缺额的地区进行紧急功率支援。     

有源电力滤波器非线性解耦控制的研究

有源电力滤波器是一个非线性、多变量、强耦合的系统,建立精确的数学模型比较困难。文中在其非线性数学模型的基础上,采用非线性变换和非线性反馈理论,推导出其反馈线性化方程,从而得出有源电力滤波器有功电流和无功电流的解耦控制策略。数字仿真和实验结果表明,该控制策略能较好地实现有源电力滤波器的解耦控制,具有较好的动态特性和较强的鲁棒性。