基于自抗扰串级控制的蒸汽发生器水位多模型控制方法

提出了基于自抗扰串级控制的蒸汽发生器水位多模型控制方法,其内回路采用比例控制,以快速消除给水扰动,而外回路采用二阶自抗扰控制,利用扩张状态观测器对系统的内扰和外扰实时估计,采用前馈方式给予补偿,并通过非线性反馈控制改善控制系统的快速性和稳定性。原串级控制结构不变,但外回路采用多模型自抗扰控制,从而实现全工况运行的自适应控制。仿真结果表明所提控制方法能实现大范围内平滑、快速、精确控制,其系统的鲁棒性和抗干扰能力优于常规串级PID控制方法。     

斩波串级调速系统的自抗扰控制

针对斩波串级调速系统中控制器的设计问题,提出用自抗扰控制器(ADRC)作为转速调节器,PI控制器为电流调节器,构成斩波串级调速的ADRC-PI双闭环控制系统.利用跟踪微分器安排合理的过渡过程以降低超调量.扩张状态观测器实时估计系统模型中的未知作用及内外扰动,并进行补偿成为积分串联型系统.控制律是误差和误差微分信号的非线性综合而避免了积分作用.通过斩波串级调速系统仿真试验,体现出该控制系统的设计不依赖于数学模型,且抗扰动能力强、响应快、超调量小,改善了系统的动态品质.     

可控串补非线性自抗扰控制的参数优化

应用非线性规划方法进行可控串补非线性自抗扰控制器的参数优化,所提方法可以自动地搜索优化参数,减少工作量。以伊冯等值８机系统为例进行的仿 所提方法的优越性。     

基于混沌粒子群算法优化的自抗扰控制在蒸汽发生器水位控制中的应用研究

由于核电站蒸汽发生器是一个高度复杂的、非线性、时变的系统,传统的串级PID控制以及其它现代智能控制方法均难以取得满意的控制效果.把自抗扰控制方法引入蒸汽发生器水位的串级控制系统中,能够解决传统PID快速性和超调的矛盾,且能够动态补偿对象模型的内扰和外扰.但自抗扰控制器参数众多,无统一调整规范,参数难以整定,为解决这一问...     

蒸汽发生器水位的自适应模糊自抗扰控制

为了有效控制蒸汽发生器（SG）水位,对蒸汽发生器水位控制对象进行理论分析,在前馈反馈控制避免“虚假水位”现象影响的基础上,提出二阶自抗扰控制的控制策略.针对“大扰动”和“小扰动”2种扰动工况下的蒸汽发生器水位控制系统,设计了不同的自适应模糊自抗扰控制器,并分别与传统自抗扰控制系统进行仿真比较,结果表明,2种不同工况下的自适应模糊自抗扰控制系统性能均优于传统自抗扰控制系统.     

自抗扰控制在火电厂主蒸汽温度控制中的应用

大型火电厂锅炉主蒸汽温度控制系统,是提高电厂经济效益、保证机组安全运行不可缺少的环节.针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大时滞、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,设计了自抗扰控制器(ADRC)主汽温控制方案.该方案采用导前温度信号作为辅助反馈信号,构成ADRC-PI串级回路控制系统.仿真结果表明:相对于常规的PID-PI串级控制系统,ADRC-PI串级控制系统具有更好的调节品质和更强的抗干扰性.     

基于多目标粒子群算法的过热汽温自抗扰控制

针对火电机组过热汽温存在大惯性、大时滞和非线性的动态特性,以及扰动因素作用下参数不易整定的问题,提出自抗扰控制-线性自抗扰控制（ADRC-LADRC）串级控制策略,即外回路应用非线性自抗扰减小超调量,内回路应用线性自抗扰对扰动快速响应并加以抑制,同时采用多目标粒子群算法对自抗扰串级回路中的参数进行整定。测试与工程应用表明：基于多目标粒子群算法整定参数的ADRC-LADRC控制策略具有较好的控制性能和抗干扰能力,能够快速响应扰动并跟踪设定值,维持过热汽温的稳定。     

超临界600MW机组过热蒸汽温度的自抗扰控制

研究了自抗扰控制技术(ADRC)在超临界600MW机组过热蒸汽温度控制系统中的应用,提出了二级过热蒸汽温度主调节器采用ADRC,副调节器采用传统的PID调节,构成ADRC-PID过热蒸汽温度控制系统的设计方案。试验结果表明,采用ADRC的过热蒸汽温度控制系统负荷适应性良好,鲁棒性及抗干扰能力较强,跟踪速度快,控制品质显著优于传统PID控制。     

电机温度时滞耦合自抗扰优化控制仿真研究

传统的PID电机温度控制算法在控制过程中,存在抗扰能力差,控制误差大的问题.降低了对电机温度的控制精度,导致能耗大,电机过热.提出一种改进的电机温度控制方法,通过遗传算法改进PID控制过程.利用Matlab平台模拟实验环境,与传统的PID控制算法进行了仿真实验对比.仿真结果表明,自抗扰控制算法能够有效的对电机温度进行解耦控制,实现了对电机温度的精确控制.     

广义预测控制在过热蒸汽温度控制中的应用

针对火电机组过热蒸汽温度具有大惯性、纯迟延、多扰动等特点,将广义预测控制引入串级温度控制系统中,通过滚动优化机制优化目标函数,在每一个采样时刻在线估计被控对象模型并修正,采用递推算法降低在线计算量,减小计算时间,从而提高了算法的实时性。仿真结果表明,该算法在过热蒸汽温度控制中效果良好,具有较好的参数漂移稳定性和经济性。     

自抗扰技术在再热汽温控制系统中的应用

针对基于喷燃器摆角的锅炉再热汽温被控对象具有大惯性、大滞后、参数时变等特性,提出一种基于自抗扰技术的控制方案,仿真研究表明该控制方案具有良好的控制品质、抗干扰能力和鲁棒性.     

基于相位补偿的过热汽温自抗扰控制

随着可再生能源接入电网比例的逐步增大,热力发电厂需要应对更频繁、更大范围的负荷变化,这给电厂高阶、大惯性过热汽温过程的控制,带来了严峻的挑战。为此,本文针对一类高阶大惯性过程,提出了一种基于相位补偿的低阶自抗扰控制方法（Phase Compensation based Active Disturbance Rejection Control, PC-ADRC）。首先,阐述了过热汽温系统的工作原理和控制难点。然后,采用低频近似法详细推导了相位补偿网络模型。提出了采用相位补偿网络对模型动态特性进行补偿,得到等效降阶模型的模型简化思路。为便于工程应用,给出了PC-ADRC控制系统的简单实现方法和等效模型分析。最后,对PC-ADRC控制系统的稳定性和鲁棒性进行了研究。理论分析和仿真结果表明,所提出的控制器能有效提升高阶过程控制系统的鲁棒性和快速响应能力。     

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.     

基于阶梯式广义预测控制的锅炉主蒸汽温度控制系统

针对电厂锅炉主蒸汽温度难以投入自动控制的问题，在充分了解系统特征，综合考虑各项扰动因素后，有针对性地提出阶梯式广义预测控制策略，该算法引入10个影响因素，能解决大惯性、大时延及多扰动系统控制问题。算法应用于平圩电厂的2008t/h锅炉，成功解决了该厂主蒸汽温度难投自动的问题。并使控制指标优于疗颁标准。应用实践证明该技术具有很高的市场推广价值。     

双极性直流微电网的改进型高阶滑模自抗扰控制

针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题,以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象,提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰理论将控制系统拟合为一阶系统模型,转化为自抗扰控制系统范式。其次,设计了改进型超螺旋滑模控制器代替传统自抗扰控制中的线性控制器,引入了具有快速收敛性的级联有限时间扩张状态观测器代替线性扩张状态观测器,既能通过高阶滑模控制算法抑制抖振,又能提高对系统集总扰动的估计精度,从而利用非线性控制策略的优势改善系统动态响应过程及抗扰性能。然后,通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。最后,基于Matlab/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对3种不同控制策略进行对比验证,实验表明所提控制能够很好地抵抗扰动和提高系统的暂态性能。     

永磁直线同步电机的改进线性自抗扰控制

在永磁直线同步电机（PMLSM）的运动控制系统中,提出一种位置环的改进线性自抗扰控制（ILADRC）方法。相对于传统的线性自抗扰控制（LADRC）,ILADRC仅利用线性扩张状态观测器输出的位置估计信号,通过PD控制器计算初始控制量,避免了引入速度估计信号的滞后影响。对PMLSM运行过程中受到的总扰动通过线性扩张状态观测器进行实时估计,并在控制律中进行动态补偿。利用李雅普诺夫函数方法证明了闭环误差系统的渐近稳定性。通过系统辨识得到了PMLSM平台的传递函数模型,在MATLAB中进行了仿真分析,并搭建了基于dSPACE控制器的实验系统。实验结果表明,相比于PID和LADRC,ILADRC能够有效减小跟踪误差,降低超调,且具有更好的扰动抑制能力。     

基于自抗扰控制技术的发电机励磁控制方法

采用合理的发电机励磁控制方案对改善电力系统扰动稳定性有着重要的作用.探讨了二阶自抗扰控制器,并将其技术应用于发电机励磁系统.经同步发电机自抗扰励磁控制仿真验证,设计的自抗扰励磁控制器,对不确定的模型和系统的内外扰表现出更强的适应性和鲁棒性,能快速抑制发电机端电压的大幅振荡,有效地改善系统的动态品质,提高系统的稳定水平.     

MMC-HVDC的二阶线性自抗扰控制策略

基于模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC)技术已得到广泛运用,但传统基于dq同步旋转坐标系的双闭环PI控制中电流内环需要依赖系统数学模型进行前馈解耦补偿,并且一阶非线性自抗扰控制器设计参数过多、整定困难。针对上述问题,提出了MMC-HVDC的二阶线性自抗扰控制策略。设计了MMCHVDC的双闭环二阶线性自抗扰控制器,实现了有功和无功功率的完全解耦控制,所设计控制器还具有响应速度快、抗扰能力强以及不依赖被控对象数学模型等优点;为了降低桥臂子模块的开关次数,改进了子模块电容电压平衡控制算法;在PSCAD/EMTDC中搭建了21电平MMC-HVDC的电磁暂态仿真模型,通过仿真验证了所设计控制器具有良好的控制性能和电容电压平衡控制算法的有效性。     

模糊自抗扰附加阻尼控制抑制光火打捆经串补送出的次同步振荡

针对光伏、火电打捆经串补送出系统,提出一种基于模糊自抗扰的附加阻尼控制器,来抑制交流串补可能引发的次同步振荡。首先对打捆系统的振荡模式进行辨识,然后通过巴特沃斯带通滤波器将各振荡模式对应的转速分量分解到不同的通道,在每个通道中设计相应的自抗扰阻尼控制器。考虑到光伏出力具有波动性、间歇性等特点,运行状态比较复杂,采用模糊控制对自抗扰关键参数进行自整定改进。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,以加入光伏并网的IEEE次同步振荡第一标准模型作为仿真算例进行验证。结果表明,所设计的模糊自抗扰附加阻尼控制器在系统受到扰动时,能够有效抑制火电机组的次同步振荡,具有较强的鲁棒性,且抑制效果优于传统的PID控制。     

基于间接能量平衡的锅炉汽温GPC-PID串级控制

针对电站锅炉汽温对象由于存在大惯性、大时滞、非线性和难以建立精确模型,使得传统串级PID控制算法在满足AGC负荷响应快速性和准确性方面存在较大不足等问题,基于直接能量平衡思想,提出一种间接能量平衡法(IEBM)。通过IEBM构造并预测整定出反映变负荷工况的导前汽温设定值,把原串级控制系统中副控制器的随动控制功能改变为定值控制,从而达到间接控制锅炉主汽温和再热汽温的目的。由于系统能及时"预测"到汽温迟延受不同负荷的影响,导前汽温成为控制的主体,采用广义预测控制策略(GPC),而主回路仍然采用PID控制器,构成新型基于多模型RBF神经网络离线辨识的IEBM-GPC-PID串级控制系统。经现场实测数据仿真结果表明,提出的方法能够明显地提升汽温的控制效果,改善控制系统的鲁棒性。