利用PSS抑制系统低频振荡的分析

本文主要讨论二次系统对策中采用电力系统稳定器(PSS)作为励磁系统附加控制器,电力系统稳定器(PSS)能够补偿由于励磁系统和电机励磁绕组引起的滞后,可有效提高系统的阻尼水平,起到抑制低频振荡的作用.通过适当整定PSS参数来提高抑制低频振荡的附加阻尼力矩.通过对单机无穷大系统的分析,讨论了该系统中低频振荡的原因,仿真分析了电力系统稳定器PSS各控制环节中的参数对抑制低频振荡的作用.     

基于LMI的电力系统广域附加阻尼控制

为了抑制电网区间的低频振荡,设计了广域阻尼控制.采用广域信号设计的控制器能有效的提高电网的动态性能.由于信号的传输时滞会很严重的影响系统的稳定性,并且日趋复杂的系统结构及接近稳定极限的运行条件对控制器的鲁棒性能提出更高的要求.提然后应用时滞系统稳定性理论和线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)的处理方法将附加励磁控制器参数的设计转化为求取适当的参数使得含有时滞信号的闭环系统具有最大时滞稳定性的问题;最后应用LMI理论进行控制器设计和用留数法来选择控制器的安装位置及反馈信号.4机电力系统的动态仿真验证了所设计控制器的有效性.     

PCHD系统的参数镇定

采用无源性的控制方法研究了端口受控耗散哈密顿(PCHD)系统的参数镇定问题.对于含未知参数的PCHD系统,根据无源特性设计控制器使闭环系统的平衡点随参数漂移时,仍能保持稳定.所设计的控制器的结构与原系统结构相同,这样不仅使得闭环系统保持耗散结构而且使得闭环能量分布随参数的漂移而变化,且总在平衡点处达到极小,从而建立PCHD系统参数稳定性.以励磁系统为例,分析了该系统参数变化对平衡点的影响,设计了使励磁系统参数稳定的控制器,仿真例子证明了设计的有效性.     

含广域混合储能互联电力系统的负荷频率控制

为解决电力系统调频存在的灵活性资源不足和调节特性欠佳问题,针对抽水蓄能和电池储能广域接入情况下的互联电力系统,提出一种基于分布式模型预测控制的负荷频率协调优化控制方法。首先,根据互联电力系统中各主要元件的频率响应特性,建立互联电力系统频率响应的状态空间模型;然后,充分考虑系统受到的各种约束,确定优化控制目标,分别对各区域的控制器进行设计;最后,对所提负荷频率协调优化控制方法的可行性和有效性进行仿真验证。结果显示该方法不仅对广域混合储能互联电力系统的频率响应特性有很好的改善,而且当系统频率发生变化时,能够使不同储能形式进行合理的响应。     

基于无源性的发电机励磁和TCSC协调控制

发电机励磁系统以及可控串联电容补偿器（ thyristor-controlled series capacitor, TCSC ）对远距离输电系统的稳定性影响很大。本文利用无源性控制原理和变结构控制,得到一种直接针对多输入多输出的非线性模型的设计方法,并设计了发电机励磁和TCSC的协调控制器。由于在控制器的设计过程中没有用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性。仿真证实了其能有效地改善电力系统的稳定性,且对系统参数的变化具有强鲁棒性。     

汽轮发电机非线性协调滑模稳定控制

汽轮发电机的励磁系统、汽门控制系统以及灵活交流输电系统(FACTS)的成员对电力系统的稳定性有很大的影响.针对含有FACTS(TCSC/SVC)的单机无穷大输电系统提出一种新型的励磁、汽门和FACTS的协调控制器,从而提高了电力系统的稳定性.在反馈线性化理论的基础上,该协调控制器对包含可控串联补偿( TCSC)、静止无...     

基于连续高阶模滑的多机电力系统励磁控制

为了提高多机电力系统暂态稳定性,提出一种连续高阶滑模励磁控制策略。各发电机功角偏差为滑模变量,把具有非线性和不确定性多机电力系统的高阶滑模控制转化为不确定积分链系统的有限时间稳定问题,控制器结合几何齐次连续控制律和二阶滑模超螺旋算法,实现系统状态有限时间收敛,克服系统未建模动态、测量误差和外部扰动等不确定性,利用精确鲁棒微分器观测功角微分,理论分析证明了闭环系统的有限时间稳定。所设计高阶滑模励磁控制器能够保持机端电压稳定,并能有效提高电力系统的暂态稳定性。针对3机系统的仿真结果验证了该控制方法的有效性。     

多机电力系统TCSC新型自适应backstepping鲁棒控制

将含TCSC(Thyristor Controlled Series Compensation)的多机电力系统等值为两机系统,在考虑参数不确定性和外部干扰的情况下,基于backstepping方法,结合浸入和不变(II)自适应控制、自适应滑模控制以及L2干扰抑制理论,设计了一种新型的非线性自适应鲁棒TCSC控制器。该TCSC控制器不仅对不确定参数具有较强的自适应能力,而且可以有效地抑制外部干扰对系统的影响。另外,把虚拟控制量的导数看作不确定项,应用滑模项补偿其不确定性,来避免backstepping方法中存在的"系数膨胀"问题。仿真结果表明,所设计的TCSC控制器具有较强的鲁棒性和自适应性,可以保证区域互联电力系统的静态和暂态稳定性。     

基于模糊推理的模糊自适应励磁控制器

在线性最优励磁控制器的基础上，通过模糊推理提出了一种模糊自适应励磁控制器的设计方法．所设计的模糊自适应励磁控制器能根据发电机运行点的变化不断修正自己的参数，从而具有很强的鲁棒性．由于控制器的反馈增益来源于线性最优控制，因此，控制器还具有一定的最优性和稳定性．对一个单机一无穷大系统进行的数字仿真结果表明；用本文提出的模糊自适应励磁控制器能有效地改善系统的劝态品质．     

冗余CAN总线在励磁装置中的应用

针对国内励磁控制系统普遍存在的故障易发率高、维护困难等问题,通过采用冗余策略,引入现场总线概念,采用带有两个CAN控制器的微处理器dsPIC 30F6014作为控制核心,构建了一种基于CAN总线的网络式新型励磁控制系统,它实现了冗余设计.文中介绍了励磁系统的构成、CAN总线的特点、通信方案、软硬件设计方法及运用指数分布函数对此冗余系统进行可靠性分析.所设计的系统具有较强的实时性,大大降低了部件之间相互影响的程度,提高了系统的可靠性.     

不确定性扰动下双足机器人动态步行的自适应鲁棒控制

针对不确定性扰动下双足机器人动态步行的鲁棒控制问题,建立不确定性扰动下双足机器人的动力学模型. 将特定庞卡莱映射方法拓展到不确定性扰动下双足机器人的稳定性分析,将机器人随机系统的稳定性分析转化为确定性周期系统的稳定性分析. 基于滑模控制方法,提出自适应滑模控制器. 与以往滑模控制器相比,该控制器无需外部扰动的准确幅值信息. 考虑到双足机器人在实际应用中常会遭遇非平整路面,进一步将该自适应滑模控制器拓展到非平整路面的鲁棒控制：提出碰撞速度不变性条件,基于落地速度控制进行在线轨迹规划,基于自适应滑模控制器对机器人进行反馈控制. 基于三维（3-D）五杆双足机器人进行仿真实验,结果表明,所设计的控制器能有效实现机器人在不确定性扰动下的鲁棒控制.     

基于观测器摩擦补偿的机电系统高精度控制

针对机电作动系统在低速阶段摩擦非线性明显且同时存在其他干扰,易导致系统跟踪精度、稳定性下降这一问题,设计基于非线性观测器摩擦补偿的自适应鲁棒控制器. 针对摩擦非线性,利用LuGre摩擦模型描述系统的摩擦现象,提出非线性观测器对模型的内部摩擦状态进行观测. 针对系统摩擦系数、转动惯量及其他不确定性参数,设计参数自适应律进行估计. 利用前馈补偿的方法,对摩擦非线性和参数不确定性进行补偿,设计鲁棒项克服系统的其他扰动. 利用Lyapunov稳定性定理证明了提出的控制器在存在扰动的情况下可以实现系统的有界稳定性. 实验结果表明,提出的控制器具有较高的控制精度与较强的鲁棒性,跟踪精度较传统的PID控制器提高了一个数量级.     

不确定性线性系统的H_∞输出反馈鲁棒重复控制

为了抑制乘性不确定性线性系统中的外部扰动,提出了一种重复控制器与输出反馈控制器参数同时优化的方法.引入一个假想摄动将系统的扰动抑制问题归结为具有结构型摄动的系统鲁棒稳定性问题.根据小增益定理得到该结构型摄动系统鲁棒稳定性的充分条件.引入一个稳定的定标阵,得到该结构型摄动系统低保守性的鲁棒稳定性充分条件.基于该充分条件和线性矩阵不等式方法(LMI)、锥补线性化方法(CCL),提出的迭代算法可以同时计算出重复控制器中低通滤波器剪切频率的最大值及其对应的输出反馈控制器的参数.最后,低频线振动台系统验证了该方法的有效性。     

复合材料成形液压机自适应鲁棒运动控制

针对复合材料液压机电液系统中广泛存在的参数不确定性、不确定非线性和外干扰,设计基于非连续映射的非线性自适应鲁棒运动控制器. 自适应控制器对系统参数进行在线估计,所估计的参数虽不能完全收敛到真实值,但可以限定在上确界和下确界范围内,满足鲁棒控制不确定量上、下界的要求;参数自适应律渐进消除了参数不确定性引起的模型补偿误差,保证输出跟踪可以拥有规定的瞬态和稳态响应性能. 鲁棒控制律可以抑制未建模动态、参数估计误差和外干扰的影响. 利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性. 仿真和实验结果表明,设计的控制器对所规划的运动轨迹具有精确的跟踪控制和强鲁棒的控制性能.     

基于新条件的一类不确定离散时间非线性时滞系统的鲁棒控制

针对状态可测的一类不确定离散时间非线性时滞系统,基于新的稳定性条件研究其鲁棒控制问题。采用T—S模型对非线性系统进行建模,根据李雅普诺夫稳定性理论,以线性矩阵不等式（LMI）的形式,利用分散化并行分布补偿（PDC）的方法设计了控制器,给出了实现该非线性系统控制的充分条件。并通过数值仿真对提出的方法进行了验证,仿真结果表明了该方法的正确性。     

Cross-coupling integral adaptive robust posture control of a pneumatic parallel platform

A pneumatic parallel platform driven by an air cylinder and three circumambient pneumatic muscles was considered. Firstly, a mathematical model of the pneumatic servo system was developed for the MIMO nonlinear model-based controller designed. The pneumatic muscles were controlled by three proportional position valves, and the air cylinder was controlled by a proportional pressure valve. As the forward kinematics of this structure had no analytical solution, the control strategy should be designed in joint space. A cross-coupling integral adaptive robust controller(CCIARC) which combined cross-coupling control strategy and traditional adaptive robust control(ARC) theory was developed by back-stepping method to accomplish trajectory tracking control of the parallel platform. The cross-coupling part of the controller stabilized the length error in joint space as well as the synchronization error, and the adaptive robust control part attenuated the adverse effects of modelling error and disturbance. The force character of the pneumatic muscles was difficult to model precisely, so the on-line recursive least square estimation(RLSE) method was employed to modify the model compensation. The projector mapping method was used to condition the RLSE algorithm to bound the parameters estimated. An integral feedback part was added to the traditional robust function to reduce the negative influence of the slow time-varying characteristic of pneumatic muscles and enhance the ability of trajectory tracking. The stability of the controller designed was proved through Laypunov's theory. Various contrast controllers were designed to testify the newly designed components of the CCIARC. Extensive experiments were conducted to illustrate the performance of the controller.     

基于神经网络的自适应控制

在常规模型参考自适应控制器基础上采用神经网络作为辨识器和控制器，组成模型参考神经网络自适应控制系统。利用神经网络的优点弥补传统自适应方法的不足，使系统具有更强的鲁棒性。仿真结果表明，该系统比传统模型参考自适应系统具有更好的稳定性和更快的响应速度。     

一类不确定非线性系统基于Backstepping的自适应跟踪控制

研究了一类非匹配不确定性非线性系统自适应跟踪问题,在假设系统模型不确定参数未知时,结合Backstepping的递推方法和鲁棒控制技术,经过多步递推设计了输出反馈控制器和参数自适应控制律.通过控制参数调节,对存在非匹配不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统的输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性.最后的仿真算例验证所设计控制方法的有效性.