大型水轮发电机调速控制器的自适应控制

针对大型水轮发电机调速控制器,提出了非线性自适应控制设计方法。首先．建立含有未知参数的非线性数学模型,其次通过递推设计方法得到了自适应控制策略,而且在策略中包含了对未知参数的动态估计,最后获得了水轮机调速器的自适应分散镇定控制策略。在控制策略中所有的变量都是可量测的,并且控制策略具有分散性和适应性。计算机仿真研究结果证明了水轮发电机调速控制器的自适应控制策略的有效性。     

汽轮发电机组的线性分散干扰抑制控制

将非线性鲁棒控制理论应用于多机电力系统的汽轮调速控制系统。在耗散系统理论框架下,用推设计的方法,构造汽轮发电机组的能量存储函数,以避免求解HJI不等式,从而得到多机系统汽轮调速的非线性L2增益干扰抑制控制规律。控制策略的所有变量都是可量测的,而且控制量只与本机组的状态量有关,与其他机组的状态量和输电网络的参数无关。因而具有分散性。4机系统仿真结果表明,该控制规律可以提高电力系统的暂态稳定性。     

汽轮发电机组的非线性分散干扰抑制控制

将非线性鲁棒控制理论应用于多机电力系统的汽轮调速控制系统。在耗散系统理论框架下,用递推设计的方法,构造汽轮发电机组的能量存储函数,以避免求解HJI不等式,从而得到多机系统汽轮调速的非线性L₂增益干扰抑制控制规律。控制策略的所有变量都是可量测的,而且控制量只与本机组的状态量有关,与其他机组的状态量和输电网络的参数无关,因而具有分散性。4机系统仿真结果表明,该控制规律可以提高电力系统的暂态稳定性。     

基于广义哈密顿系统理论的汽轮调速器分散无源控制

提出了一种预置功角反馈的方法，推导出多机系统汽轮机调速系统的广义受控哈密顿系统模型，进而在哈密顿结构的基础上进行无源化控制器的设计。控制策略的所有变量都是本地可量测的，只与本机组的状态量有关，与其他机组的状态量和输电网络的参数无关，因而具有分散性。4机系统仿真结果表明，该控制规律可以提高电力系统的暂态稳定性和动态性能。     

多机电力系统非线性励磁控制的研究

本文根据励磁稳定控制中的非线性问题,应用微分几何控制理论,提出了多机电力系统发电机励磁非线性反馈解耦控制器的设计方法及相应的闭环非线性解析励磁控制规律。通过对六机系统的仿真结果表明,所设计的控制方式不仅可以有效地改善多机系统的动态响应,而且可以显著地提高多机系统的暂态稳定极限。与其它励磁控制方式相比,具有明显的优越性。     

基于自适应逆推变结构方法的非线性励磁控制

将自适应逆推方法与变结构方法相结合逐步构造Lyapunov函数,这样不仅可以提高动态系统的暂态响应和控制器增益综合性能指标,而且对不满足匹配条件或参数不确定性的非线性系统具有鲁棒镇定性。针对上述理论设计了一种非线性励磁控制器,该控制器能够保证闭环系统对不确定参数的自适应性。基于该方法设计的非线性励磁控制器在两区域四机系统上进行仿真计算,结果表明,该励磁控制器能够有效地抑制电力系统的干扰,提高互联电网的稳定性。     

交直流互联系统非线性自适应控制规律设计

针对舍有多台发电机的交直流互联系统,为了提高交直流输电系统的稳定性,应用非线性自适应控制设计方法,通过递推法得到了应用于交直流互联系统直流功率调制的非线性自适应控制策略,该控制规律包含了对系统中未知参数的动态估计,用以阻尼交直流互联系统的区域间功率振荡。最后,获得了交直流互联系统的非线性自适应直流附加控制器的一般表达式。4机系统的仿真结果表明,与传统的线性直流功率调制相比较,所设计的控制器对联络线的功率振荡具有良好的阻尼功能;特别是当系统中出现大的扰动时,更能体现该控制器的良好性能。     

EKF状态估计交流跟踪非线性L2励磁控制

针对传统非线性鲁棒自适应控制缺乏最优控制功能的不足,依据反演设计、直接反馈线性化和最优控制相关理论,提出了交流跟踪非线性鲁棒最优励磁控制方法。采用扩展卡尔曼滤波(EKF)估计和交流跟踪比较的方法,实现了用状态参数和发电机端电压的快速获取。依据估计和计算得到的状态参数,确定了励磁系统的运行点,最终实现了全运行状态的非线性鲁棒最优励磁控制。仿真结果表明:在动态条件下,EKF能够实现发电机状态的快速估计;交流跟踪基准电压信号能够快速跟踪发电机端电压的变化;非线性鲁棒最优自适应励磁控制既能实现不确定参数的自适应和L2增益干扰抑制,同时具备了传统反演设计不具备的最优控制功能。     

多机电力系统变结构励磁控制器的设计研究

基于多机电力系统的非线性模型,利用状态反馈精确线性化方法和变结构控制理论,提出了一种新的电力系统变结构励磁控制器设计方法.在设计中取消了参考机,并实现了多机系统的分散控制.3机系统的仿真结果表明,提出的变结构励磁控制器可以有效地改善系统在大干扰下的暂态稳定性.     

多机电力系统变结构励磁控制器的设计研究

基于多机电力系统的非线性模型,利用状态反馈精确线性化方法和变结构控制理论,提出了一种新的电力系统变结构励磁控制器设计方法。在设计中取消了参考机,并实现了多机系统的分散控制。3机系统的仿真结果表明,提出的变结构励磁控制器可以有效地改善系统在大干扰下的暂态稳定性。     

Composite learning fuzzy synchronization for incommensurate fractional‐order chaotic systems with time‐varying delays

This paper presents a composite learning fuzzy control to synchronize two different uncertain incommensurate fractional‐order time‐varying delayed chaotic systems with unknown external disturbances and mismatched parametric uncertainties via the Takagi‐Sugeno fuzzy method. An adaptive controller together with fractional‐order composite learning laws is designed based on both a parallel distributed compensation technology and a fractional Lyapunov criterion. The boundedness of all variables in the closed‐loop system and the Mittag‐Leffler stability of tracking error can be guaranteed. T‐S fuzzy systems are provided to tackle unknown nonlinear functions. The distinctive features of the proposed approach consist in the following: (1) a supervisory control law is designed to compensate the lumped disturbances; (2) both the prediction error and the tracking error are used to estimate the unknown fuzzy system parameters; (3) parameter convergence can be ensured by an interval excitation condition. Finally, the feasibility of the proposed control strategy is demonstrated throughout an illustrative example.     

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。     

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.     

考虑铁损的永磁同步电动机模糊自适应约束控制

针对考虑铁损的永磁同步电动机位置伺服控制中的状态约束问题,本文提出了一种基于势垒Lyapunov函数的模糊自适应反步控制策略。首先,选取模糊逻辑系统处理电动机系统中的未知非线性函数项;然后,将势垒Lyapunov函数与反步法结合对状态变量幅值进行约束,保证电动机系统的转子角速度、定子电流等状态量被限制在给定的区间内;最终构建基于势垒Lyapunov函数的模糊自适应反步控制器。仿真结果表明所设计的控制器不仅实现了有效的位置跟踪,并且将控制量和状态量都限制在合理区间内,避免了因违反状态约束而引发的安全性问题。     

Adaptive finite-time tracking control for output-constrained nonlinear systems with non-strict-feedback structure

This article investigates the issue of adaptive finite-time tracking control for a category of output-constrained nonlinear systems in a non-strict-feedback form. First, by utilizing the structural characteristics of radial basis function neural networks (RBF NNs), a backstepping design method is extended from strict-feedback systems to a kind of more general systems, and NNs are employed to approximate unknown nonlinear functions. In addition, the system output is constrained to the specified region by applying the barrier Lyapunov function (BLF) technique. Furthermore, the finite-time stability of the system is proved by employing the Bhat and Bernstein theorem. As a result, an adaptive finite-time tracking control scheme for the output-constrained nonlinear systems with non-strict-feedback structure is proposed by applying RBF NNs, BLF, finite-time stability theory, and adaptive backstepping technique. It is demonstrated the finite-time stability of the system, the prescribed convergence of the system output and tracking error, the boundedness of adaptive parameters and state variables. Finally, a simulation example is implemented to illustrate the effectiveness of the presented neural control scheme.     

基于控制系统四元组形式的发电机非线性分散鲁棒控制

分析了仅包含状态变量、输出变量、控制变量的控制系统常规三元组形式应用到发电机分散鲁棒控制时遇到的困难，为克服这些困难提出了包含状态变量、输出变量、控制变量、量测变量的控制系统四元组形式的概念。量测变量的引入使得发电机综合控制模型本身变为各机解耦、与外部系统网络参数及动态无关，在此模型下设计出分散鲁棒控制器是自然的。此模型可以考虑系统包含各种动态元件如FACTS元件、HVDC系统等情况，在此四元组模型下，通过直接寻求控制量与控制目标之间关系的关联度方法将发电机控制的四元组模型完全线性化，通过励磁控制使发电机端电压具有良好的动态特性，通过汽门控制提高发电机功角暂态稳定性。数字仿真表明，所设计的基于控制系统四元组形式的发电机非线性分散鲁棒综合控制器是有效的。     

Robust adaptive tracking control for nontriangular time-delay nonlinear systems with input dead-zone and multiple uncertainties

This article studies the robust adaptive tracking control problem of nontriangular nonlinear systems that are affected by multiple state delays rather than the input-delay. Different from the related studies, the considered systems involve input dead-zone and various uncertainties arising in the control coefficients, structure parameters, time delays, and disturbances. A new adaptive control strategy is presented by introducing a dynamic-gain-based Lyapunov-Krasovskii functional and by generalizing the tuning function method in the framework of time-delay system theory. All the states of the closed-loop system are bounded and the tracking error can be adjusted sufficiently small. In the simulation, the delayed chemical system is studied to demonstrate the validity of the strategy.     

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。     

基于微分几何理论和自抗扰控制技术的励磁控制器设计

针对仿射非线性系统,通过微分几何坐标变换将系统非线性因素转换到含有控制输入的状态方程中.由于微分几何方法坐标变换本身是精确无误的,所以转换后的系统中,线性部分是精确的;系统参数的不确定、模型的不精确最终反映到转换后的非线性部分.利用自抗扰技术中的扩张状态观测器观测该部分的非线性摄动,通过反馈将其线性化并消除扰动.推导了单机无穷大系统的非线性励磁控制规律,在PSASP上进行仿真试验.理论论证和仿真试验证明该方案提高了非线性励磁控制的鲁棒性.