阻尼互联电力系统混沌振荡的滑模干扰观测器EI北大核心CSCD

为了解决常规滑模控制中抖振随着周期性负荷扰动幅值增大而增大的问题,通过设计的干扰观测器以实时、动态地补偿周期性扰动量,从根源上破坏了混沌振荡产生的条件,突破了扰动幅值对于抖振的限制,有效降低了滑模抖振。首先,建立了双机互联电力系统的数学模型,通过对二阶非线性非齐次微分方程的研究,扼要地介绍了混沌振荡产生的原因;其次,分析了常规滑模控制存在抖振的限制,引入了干扰观测器,利用Lyapunov稳定理论得出了含干扰观测器的滑模控制律;最后,用光滑的双曲函数代替符号函数,实现了非连续切换项光滑化,进一步削弱了滑模抖振。将带干扰观测器的滑模控制和常规滑模控制对比,理论分析和仿真结果表明:带干扰观测器的滑模控制对阻尼电力系统混沌振荡具有更好的动态品质,同时兼具了控制器设计简洁和鲁棒性强的特点。     

基于一种快速幂次滑模趋近律的电力系统混沌控制

存在于电力系统中的混沌振荡如若不及时加以控制,将会造成停电事故等危害。为分析一个二阶电力系统的混沌振荡动力学行为,采用李雅普诺夫指数图的方法,并有针对性地对指数趋近律、比例积分控制等传统滑模趋近律所暴露的抖振现象、收敛速度慢以及动态响应不平滑等问题加以改进,进而提出一种快速幂次滑模趋近律。仿真实验结果表明,此方法可大幅度改善系统动态过程并有效消除抖振,且具有优越鲁棒性。     

基于观测器的混沌电力系统PI固定时间自适应滑模控制

为对九阶电力系统中的混沌现象进行控制,基于有限时间观测器将PI控制与固定时间终端滑模控制相结合,提出一种控制电力系统混沌的新方法。有限时间观测器可对外来干扰进行预估,积分的加入可消除系统稳态误差。同时对传统滑模的固定切换控制项通过加入自适应律从而进行改进,进一步加强控制方法鲁棒性。利用tanh(x/τ)函数代替传统滑模的符号函数以及利用新的趋近律来解决滑模控制中的抖振现象。最后为缩减控制参数寻找时间,在构建一种新的目标函数基础上利用改进蚁狮算法对控制参数进行寻优。结果表明所提出的控制方法具有良好的控制性能。     

基于自适应Terminal滑模的混沌振荡控制

针对电力系统负荷扰动满足一定条件时就会产生混沌振荡现象,提出了一种自适应Terminal滑模混沌控制方法.利用Lyapunov指数证明了系统存在混沌振荡,应用简单电力系统分析了周期性负荷扰动下的动力学行为,设计了Terminal滑模动态使得系统能够快速收敛,给出了扰动的自适应律.应用Matlab/Simulink仿真平台对含噪声和不含噪声的电力系统进行仿真验证.仿真结果表明,该控制方法能够有效地镇定电力系统混沌振荡.     

带励磁限制环节混沌电力系统的励磁控制器设计∗

为带有励磁限制环节的电力系统动力学模型设计励磁控制器以抑制系统的混沌振荡.首先利用分岔图及相图对系统基本动力学行为进行分析,以此证实系统模型混沌行为的存在性.然后利用递归型滑模控制方法为混沌电力系统设计励磁控制器并给出控制输入的具体表达式.由于在控制输入中规避了复杂系统函数,从而规避了励磁限制环节对控制器设计的影响.最后利用数值仿真证实所设计控制器用于抑制电力系统混沌振荡的有效性.励磁控制能够为抑制电力系统混沌振荡提供一种实用的工程化方法.     

同步发电机混沌振荡的模糊滑模变结构控制

为消除周期性扰动下同步发电机中的混沌振荡,使系统输出跟踪给定信号,采用模糊滑模变结构控制方法,设计混沌控制器.采用指数趋近律方法,设计切换控制律,使系统能克服扰动影响,快速到达切换面;在滑动模态,采用模糊控制规则,抑制控制中的高频抖振.仿真结果显示:加入传统滑模变结构控制器后,大约需要12.5 s,系统跟踪上给定信号,在渐近跟踪过程中,控制中出现高频振荡;加入模糊滑模变结构控制器后,在1 s内,系统跟踪上给定信号,在渐近跟踪过程中,控制中无振荡现象.     

基于自适应全局滑模的电力系统混沌振荡控制

对电力系统的二阶模型进行了混沌振荡的动力学行为分析,包括时域波形图、相图的分析。把全局滑模控制与自适应控制结合起来,设计了自适应全局滑模控制器来抑制该二阶电力系统的混沌振荡。设计的控制器克服了滑模控制需要知道系统扰动上界的缺点,同时保留了滑模控制具有良好的鲁棒性的优点。在控制器中,采用了两种不同的自适应率来对系统的扰动进行估计,并对这两种不同的自适应率在控制效果上进行了比较。仿真结果验证了控制器的有效性和良好的鲁棒性。     

无刷直流电动机混沌系统的滑模变结构控制

针对于无刷直流电动机混沌系统,考虑其模型不确定性及外界干扰项的存在,通过设计一种同步增广系统及其比例积分型滑模面,推导出一种自适应滑模控制策略,将无刷直流电动机混沌系统运行轨线控制至其平衡点的预定目标;为了进一步改善控制器品质,提出一种无抖振的滑模变结构控制,通过改进趋近律和控制器结构,消除了滑模变结构控制的抖振现象。     

基于自适应非奇异终端滑模控制的电力系统混沌抑制

在一定条件下,电力系统会产生混沌振荡现象,影响电网的安全稳定运行。对电力系统四阶模型进行混沌振荡的动力学行为分析,并且设计了一种基于自适应非奇异终端滑模控制的控制器。在保证系统实现有限时间内收敛以及不产生奇异性问题的基础上,快速消除了四阶电力系统中的混沌振荡现象。针对四阶电力系统模型中阻尼系数和机械功率通常具有不确定性这一问题,采用自适应控制对其估计,增强了控制器的实用性。仿真结果证明了控制器的有效性。     

超螺旋二阶滑模APF电流跟踪控制

针对在有源电力滤波器(APF)中应用传统滑模控制存在的抖振和控制精度问题,本文提出一种基于超螺旋二阶滑模控制的电流跟踪控制方法。通过选取合适的滑模面,利用超螺旋二阶滑模控制思想,在保留传统滑模控制优点的基础上,将传统滑模控制中离散化的高频抖振输出信号转移到高阶,使控制量在时间上连续,从而抑制抖振。为验证所提控制策略的优越性,在Matlab/Simulink中搭建单相APF控制系统模型进行仿真实验。仿真结果表明,该控制方法在保持传统滑模控制优点的同时能够有效地抑制抖振,并提升了APF的动静态品质。     

基于变指数趋近律的永磁同步电机滑模控制研究

滑模趋近律及滑模增益的选择直接影响滑模控制的鲁棒性和滑模控制导致的抖振。将一种新的变指数趋近律滑模变结构应用于永磁同步电机伺服系统的位置控制,并结合一种新颖的滑模增益设计方法来改善滑模控制的鲁棒性,削弱滑模变结构的抖振。通过利用位置信号误差和滑模增益之间的非线性关系,给出了这种新颖滑模增益的设计方法。应用Matlab编程对永磁同步电机伺服系统的位置控制效果进行了仿真,其仿真结果表明该滑模控制方法不仅有效抑制了滑模变结构的抖振,同时增强了控制系统的鲁棒性。     

七阶电力系统混沌振荡的动态面滑模控制

由于电力系统混沌振荡会对整个系统的稳定性造成严重危害,本文为七阶混沌电力系统提出动态面滑模控制策略.首先,对七阶电力系统中的混沌振荡行为进行分析,从而论证了系统中混沌吸引子的存在性.接着给出了含有储能装置受控电力系统耦合动力学模型的构建过程.将这种混沌控制问题最终归结为三个具有严格反馈形式的动力学子系统的控制问题,并为...     

表面式永磁同步电动机模糊滑模控制的仿真研究

针对表面式永磁同步电动机,介绍了其数学模型,速度环采用基于指数趋近率的模糊滑模控制,并分析了系统的稳定性。指数趋近率可以在一定程度上减弱抖振,在此基础上,利用模糊控制对常规趋近率滑模控制进行改进,实时地控制系统到达滑模面的速度。明显削弱了抖振。利用仿真软件建立了模糊滑模控制的永磁同步电动机调速系统的仿真模型。仿真结果表...     

永磁同步电动机电流环分数阶滑模控制研究

针对等速趋近律滑模变结构在永磁同步电动机电流环控制中的抖振问题,提出了变阶次分数阶等速趋近律滑模变结构控制。利用分数阶微分方程对等速趋近律增益系数进行"放大"和"缩小",远离滑模面时对趋近律增益进行放大以加快响应速度,靠近滑模面时对趋近律增益进行缩小从而对滑模中的抖振进行抑制。仿真结果表明变阶次分数阶等速滑模控制器在保证传统等速趋近律滑模控制器控制效果的同时,可以有效降低系统的抖振现象。     

一种优化SMO的永磁同步电机转速抖振抑制方法

针对传统的滑模观测器在估计永磁同步电机转子位置和转速时存在的抖振问题,提出了一种基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制改进方法。基于传统滑模观测器的PMSM无传感器控制系统,其针对抖振问题,在传统SMO基础上进行了改进,提出了一种基于滑模新型趋近律和改进新型饱和函数结合的抖振抑制方法,使滑模控制具有更好的收敛速度和控制性能,有效的削弱了滑模抖振这一现象;开关增益改进为与给定转速成正比的变量,有效的改善了不同转速切换下抖振加剧的现象。仿真结果表明了新型滑模观测器的有效性,转子位置、转速的抖振得到显著抑制,测量精度得到显著提高。     

直驱型波浪发电系统的混沌运动及反步滑模变控制

为研究直驱式波浪发电系统的混沌现象及混沌控制问题,根据直线电机双轴数学模型,将系统转化为类Lorenz混沌方程。通过数值法计算最大Lyapunov指数谱,证明在特定参数和工况下,电机系统会出现混沌运动。通过构造状态反馈解耦,降低混沌系统阶数。采用反步法构造虚拟控制量,针对虚拟控制量设计滑模控制器,构造控制律进行混沌控制,提出反步滑模变控制方案。稳定性分析中,根据Lyapunov稳定性理论,证明了系统的全局一致渐进收敛。仿真结果表明,所设计反步滑模变控制器能使直线电机系统迅速脱离混沌状态,在抑制传统滑模控制中抖振现象的同时,保留了滑模变结构的强鲁棒性,具有一定的优越性。     

高阶滑模消抖控制在永磁同步电动机中的应用

针对永磁同步电动机滑模控制系统抖振问题,利用具有消抖作用的高阶滑模控制算法,提出一种永磁同步电动机的高阶滑模控制策略.在对同步电动机非线性模型分析的基础上,进行反馈线性化解耦控制,设计基于高阶滑模算法的永磁同步电动机控制器.进行基于半物理仿真平台dSPACE的任意阶滑模控制的实验研究,并与传统滑模控制方法进行对比分析....     

电力系统混沌振荡的参数分析

混沌振荡是有别于系统失稳的另一种影响电网安全的因素,章具体描述了电网混沌振荡现象的发生机理并区分了混沌振荡和系统失稳的差异。通过对一非线性电力系统振荡和系统失稳的差异,通过对一非线性电力系统振荡模型的分析,利用动力系统分岔理论,证实了权有限尼而无周期性负荷扰动,则系统不会昆沌振荡,在受到较大的周期性负荷扰动时,则系统将出现混沌振荡,在周期性负荷扰动下,当阻尼纱数接近某个数值时,系统也将出现混沌振     

同步发电机混沌振荡的积分滑模模糊控制

针对一类不确定的非线性系统,把自适应模糊控制和积分滑模控制相结合,提出了一种新的自适应积分滑模模糊控制策略。利用模糊逻辑逼近系统中的未知非线性函数,在滑模控制中引入了积分项,消除了常规滑模控制器被跟踪信号导数已知的限制;并且为了消除外界扰动的影响,引入扰动估计器的设计方法;同时基于Lyapunov方法导出了参数的自适应律,有效地克服了系统固有的抖振问题。理论分析证明了闭环系统的稳定性和跟踪误差收敛于零。用该控制器对同步发电机混沌振荡控制系统进行仿真研究,结果表明:与常规的滑模控制器相比,该控制器具有较强的鲁棒性和较好的跟踪性能。     

模糊指数趋近律参数的二级倒立摆控制

滑模变结构控制是一种开关控制,在工程应用中由于频繁地切换系统的控制状态,系统往往会产生抖振现象,通过常规方法难以克服由此产生的不利影响。针对该抖振问题,将模糊控制引入滑模变结构控制中,对指数趋近律中的参数进行模糊在线校正,设计了一种模糊滑模变结构控制器,并应用于直线二级倒立摆系统中。经过仿真研究表明,这种方法可以对直线二级倒立摆进行有效的控制,在保留系统鲁棒性的同时显著地削弱了系统抖振。