自适应控制和微分几何控制在风力发电系统中的应用

本文综述了近年来自适应控制、微分几何控制在风能转换系统稳定、最大风能捕获及调速系统控制等方面应用研究的主要成果与方法，并提出若干需要解决的问题。     

自适应控制及其在电力系统中的应用

自适应控制是一种能保持高性能指标的控制理论与技术，将其应用于电厂过程控制或电风运行控制可保证在对象参数发生变化时，仍能达到预期的控制目标。     

非线性系统自适应控制及其在电力系统中的应用

电力系统中存在众多不确定的参数,所面临的运行条件和外界扰动复杂多变,有必要引入自适应控制理论来处理这些不确定因素。非线性系统的自适应控制与线性系统相比,在研究方法等方面都有着很大的不同,目前处在继续发展的阶段。文章首先对近十几年来非线性系统的参数自适应控制、鲁棒自适应以及智能化自适应控制做了简明的归纳,然后介绍了其中一些研究成果在电力系统稳定与控制研究中的应用,最后对全文做了总结和展望。     

神经元自适应控制器在矢量控制中的应用

感应电机矢量控制技术是通过坐标变换，实现对定于电流的励磁分量与转矩分量的解辐控制。传统PID控制器在电机参数改变时鲁棒性较差。神经网络具有自学习、自适应能力，用于控制时可以不依赖控制对象的数学模型。为实现对交流电机快速和精确控制，基于单神经元设计出用于感应电机矢量控制的自适应磁链和转速控制器，利用神经元的自学习功能在线调节连接权重，实现自适应控制。并将此设计应用于交流电机矢量控制系统中，数字仿真实验表明，此方法设计的控制器可克服传统PID控制器在电机参数改变时控制性能差等不足，鲁樟性强。该设计结构简单，实现应用时易于数字化实现。     

改进模型参考自适应控制及其在解耦控制中的应用

提出了一种基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的任意参考模型自适应控制方法,解决了被控对象状态信息不可测以及存在不确定因素导致模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)效果变差甚至使系统不稳定的问题。在简述ESO教学模型的基础上提出了基于ESO的模型参考自适应控制方法并进行了严格的稳定性分析,仿真结果表明所设计方法具有跟踪速度快、稳态误差小、控制量小以及参考模型容易选择等特点。然后,提出基于改进MRAC的解耦控制方法并应用于三输入三输出的四旋翼飞行器姿态控制系统解耦控制,仿真结果表明该解耦控制方法具有鲁棒性好的特点。该方法无需按照通常的做法设计神经网络对不确定因素导致的误差进行补偿,大大简化了控制器设计过程。     

自适应离散变结构控制及其在电力系统中的应用

对利用传统离散趋近律方法设计变结构控制时系统抖振原因进行分析，提出一种新的组合趋近律控制策略，并将之与自适应控制相结合，较好地消除抖振并增强了系统鲁棒性，将研究结果应用于电力系统，设计了并联运行同步发电机组有功分配控制器，仿真结果表明所提设计方法的有效性。     

自适应控制及其在金属切削过程中的应用

自适应控制是一种高可靠的控制手段。将其应用于金属切削过程，可保证在加工条件不断变化的情况下，使切削过程始终处于最佳状态。对自适应控制原理和自适应切削原理分别进行了综述，并以汽轮机中各主要零件的加工为例，探讨了电力设备修造过程中采用自适应切削的可能性及优越性。     

神经网络PI自适应控制及其应用

:基于传统PID控制和人工神经网络技术 ,提出一种神经网络PI自适应控制策略 ,并把它用于一电液非线性伺服系统的位置控制 .仿真研究结果表明 ,所提出的神经网络PI自适应控制策略可行 ,对改善非线性伺服控制系统的鲁棒性和动静态特性具有积极作用     

自适应离散滑模控制在APF中的应用研究

由于非线性负载的广泛使用,电力系统中的谐波和功率因数降低的问题日益严重,针对上述问题,设计了一种基于自适应离散滑模控制方式的有源电力滤波器(active power filter,APF),用以抑制谐波和提高功率因数.在APF数学模型的基础上,对谐波信号即控制信号进行自适应离散滑模变结构分析来控制开关的通断.仿真波形表明,与应用滞环控制方法的APF系统比较,自适应控制算法的跟踪效果更好,得到的电网波形更接近正弦波.最后给出了APF样机调试结果的波形,有效验证了该算法的正确性.     

汛期水库调度风险-效益协商决策模型及其应用

针对汛期水库调度多目标决策的特点,以博弈论和模式识别理论为基础,研究建立了汛期水库调度风险～效益多目标协商决策模型及其求解方法和求解思路.模型求解首先确立协商对策的效用赢得区域;接着利用非线性规划方法求得理想Nash协商解;然后以理想Nash协商解作为标准状态模式,采用模糊模式模型求解每个方案的优属度,优属度最大的方案即为决策问题的最优方案;最后给出一个应用研究实例.     

水库容积特性曲线定线及其在调度中的应用

发电调度模型中水库容积特性的离散化表征导致调度模型数学解析变得困难和模型求解效率低,而已有研究对水库容积特性的函数化表征缺乏统一性,有必要开展水库容积特性曲线定线研究.本文基于水库水位-库容实测离散数据点,通过线性和非线性最小二乘拟合获取不同线型的水库容积特性曲线,并对不同线型容积特性曲线的拟合优度及工程应用效果进行综...     

洪水预报不确定性分析及其在水库调度决策中的应用研究

洪水预报是汛期水库调度决策的重要支持,其不确定性将直接影响到水库调度运行.传统的模型参数优选方法未考虑不确定性,得到的最优参数在一些场次洪水预报中精度不高,难以满足汛期水库调度要求,需要研究洪水过程预报的不确定性辅助水库调度决策.本文基于常用的水文预报模型和水文不确定性GLUE分析方法,对洪水预报的不确定性进行分析,并将其引入水库调度决策中,建立了应用不确定性分析进行水库调度的决策模型.结果表明,考虑洪水预报不确定性,将能在期望意义上提高洪水预报水平,更好地为水库调度提供决策支持,发挥水库综合效益.     

System identification using a genetic algorithm and its application to internal adaptive model control

The requirement for the high‐quality control of complex and/or structure‐unknown plant is growing in the real‐world industrial machine. Indirect Adaptive Control (IAC), which identifies model and updates the controllers automatically, is one promising way expected to meet this requirement. The conventional IAC, however, is required to know the structure of the controlled plant, that is, the order of its transfer function, in advance. This paper presents a new IAC scheme which makes use of Genetic Algorithm (GA) in its identification part. In the proposed framework, the information on the order of the plant is not required since the genetic algorithm searches both the structure of the plant dynamics and its parameters autonomously. A two‐degree‐of‐freedom Internal Mode Control (IMC) is adopted as a basic control architecture since the indirect adaptation can be harmoniously embedded in it. The effectiveness of the proposed scheme is verified through numerical simulations and experiments applied to a velocity control of multimass systems. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 142(4): 45–55, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10103     

水库发电优化调度模型的快速求解算法及应用

针对水库"以水定电"优化调度数学模型求解方法中,传统动态规划方法易陷入"维数灾",而现代智能算法搜索效率低且易陷入局部最优解等不足。本文基于水库在高水头运行时耗水率小的特点,提出了水电站水库"以水定电"调度模型的快速求解方法——浮子算法。该方法在水电站满足保证出力和最小下泄流量等要求的前提下,尽可能提高水库调度期的运行水位以达到直接寻找优化调度解的目的。通过案例分析并与离散微分动态规划(DDDP)方法求解结果比较,本算法结果与DDDP算法十分接近,计算时间约为后者的50%。与其他算法联合使用,可在提高优化效果的同时缩短模型的求解时间,为水电站水库"以水定电"调度计划的制定和快速决策提供技术支持。     

多目标调度模型在尼山水库的应用

针对多目标水库的特点,建立了四个优化调度目标函数模型。从分析每个模型的可行性着手,采用联解模型的方式,运用逐次优化算法(POA)和遗传算法(GA)推求水库的运行策略。对POA与GA两种方法进行比较,验证计算结果的可靠性。根据求解的优化调度策略和稳定蓄水概率分布图,采用模糊规则确定分区调度图,指导实时调度。运用计算机技术建立考虑时段来水预测的水库优化调度和防洪调度的多目标调度管理系统,部分功能借助于地理信息系统(GIS)实现了可视化。经曲阜市尼山水库的实例验证,该成果具有明显的经济社会效益。     

不确定性分析方法在水库防洪风险分析中的应用研究

水库防洪调度是一个复杂的决策过程,受很多不确定性因素影响。在水库防洪风险研究中,传统的风险分析方法在单因素情况下存在可能的误差累积,在多因素情况下存在正态性假定等局限性。Monte Carlo随机模拟方法能克服上述传统方法的缺点,对求解此类问题具有优势,但长期以来受制于抽样技术的缺陷。本研究应用拉丁超立方体抽样方法,建立了水库防洪风险分析的不确定性分析方法。基于碧流河水库调度实际,对比传统方法的不足,分别研究了本文所提出的方法在单因素风险分析和多因素影响下的组合风险分析中的应用情况,并探讨了该方法在系统组合风险分析中的应用前景。     

入库径流预报误差随机模型及其应用

为了在量化入库径流预报误差的条件下有效提高调度方案制作的精度，基于高斯混合模型（GMM）良好的自适应性，能更准确地描述单一预见期径流预报误差分布的特点，以及高维meta-student t Copula函数具有将多个类型边缘分布有机耦合的优势，建立了多个预见期入库径流预报误差的GMM-Copula随机模型。以雅砻江流域锦屏一级水电站水库为例，对预见期分别为6 h、12 h、18 h、24 h的入库径流预报误差进行了分析与随机模拟。结果表明，随着预见期的增加，模拟误差与实际误差的主要统计特征值相差不大，满足预设精度要求，且变化规律一致，验证了模型的可行性与有效性，为水库调度方案的编制与实施提供了参考依据。     

Robust adaptive control of Hammerstein nonlinear systems and its application to typical CSTR problems

This paper considers the robust adaptive control of Hammerstein nonlinear systems with uncertain parameters. The control scheme is derived from a modified criterion function which can overcome non‐minimum phase property of the linear subsystem. The parameter adaptation is performed by using a robust recursive least squares algorithm with a deadzone weighted factor. The control law compensates the model error by incorporating the unmodeled dynamics estimation. An online pole assignment technique is also presented to guarantee that Assumption 2 always holds. Rigorous theoretical analysis indicates that the parameter estimation convergence and the closed‐loop system stability can be guaranteed under mild conditions. Simulation examples including two typical continuous stirred tank reactor problems are studied to verify the effectiveness of the control scheme. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.