具有电枢反应非线性不确定性的直流电机速度鲁棒跟踪控制研究

该文针对电枢反应引起的非线性不确定性及具有参数变化和负载扰动的直流电机速度跟踪控制问题，构造了一个适当的增广被控对象，将其转化为一标准设计问题，设计了速度控制系统的鲁棒状态反馈控制器，进而利用二自由度鲁棒跟踪设计方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果表明，该文所设计的速度鲁棒跟踪控制系统，不仅对于电机的非线性不确定性有较好的控制效果，而且可以有效地抑制电机负载扰动的影响。     

可控串补电容器非线性H∞鲁棒控制器的设计

为充分发挥可控串补电容装置的作用,提高电力系统暂态稳定性,基于状态反馈线性化方法和线性Ｈ∞控制理论介绍了一种非线性Ｈ∞鲁棒控制器的设计方法,这种设计方法对原非线性系统具有鲁棒最优性。同时依据该方法设计了电力系统ＴＣＳＣ的非线性Ｈ∞鲁棒控制器,并就其抗干扰性能和实用性进行了说明。     

基于哈密顿理论的发电机汽门鲁棒非线性控制器设计

提出了利用Hamiltonian能量函数理论设计非线性鲁棒控制器的方法,设计了发电机汽门的非线性鲁棒控制器,并且给出了估计干扰抑制增益的一个充分条件,所得控制器结构简单,易于工程实现。由于在控制器设计中未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。仿真结果证实了理论分析的正确性与控制规律的有效性。     

基哈密理论的发电机汽门鲁棒非线性控制器设计

提出了利用Hamiltonian能量函数理论设计非线性鲁棒控制器的方法,设计了发电机汽门的非线性鲁棒控制器,并且给出了估计干扰抑制增益的一个充分条件,所得控制器结构简单,易于工程实现。由于在控制器设计中未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。仿真结果证实了理论分析的正确性与控制规律的有效性。     

永磁直线伺服系统非线性自适应鲁棒控制器设计

对永磁直线伺服系统提出非线性自适应鲁棒控制器的设计方法。在永磁直线伺服系统非线性数学模型的基础上,为实现对速度和电流的准确跟踪,建立了误差系统的动态模型。将跟踪和干扰抑制归结为非线性自适应鲁棒控制器设计问题,通过构造存储函数得到包含电阻辨识算法的自适应鲁棒控制器的定理,证明定理给出的控制器能满足干扰抑制和系统的渐进稳定。仿真结果表明,用该方法设计的系统能很好的抑制扰动和跟踪给定,满足对高性能永磁直线伺服系统控制的要求。     

高压直流输电系统的鲁棒非线性控制规律的设计

本文结合状态反馈精确线性化方法和线性H∞控制理论形成的鲁棒非线性控制器的设计方法,详细设计并推导了交直流联合输电系统的鲁棒非线性稳定控制器决策,并就其特性及其作用给于了讨论,为将来进一步的仿真研究及实际应用提供了理论依据.     

高压直流换流站分散鲁棒自适应控制器的设计

针对高压直流输电系统（HVDC），提出了一种换流站的分散鲁棒自适应控制器的设计方法，设计中引入自适应非线性阻尼项来抑制系统非线性不确定参数和未知有界干扰的影响，同时采用反演设计方法来克服控制器设计的复杂性，最后获得高压直流输电系统换流站的分散鲁棒自适应控制策略的一般表达式，并提供了整个系统的稳定性证明，所得控制器仅利用本地测量量实现，控制策略具有分散性和适应性，通过NETOMAC数字仿真，仿真结果证明该控制器比常规的PI控制器具有更好的控制效果。     

高压直流输电系统的鲁棒性控制器的设计

研究了高压直流输电系统的非线性控制的数学模型,提出了基于该非线性系统的鲁棒控制器的设计方法。在鲁棒控制器的控制作用下,系统对于一定特点的扰动产生了较强的健康性。将此鲁棒性控制器与传统的PI控制器进行了仿真比较,证实了这一特点。     

不健全广域信息下时滞非线性鲁棒综合控制器设计

同步相量测量单元(PMU)在电力系统中的广泛应用为基于广域测量系统(WAMS)的广域控制提供了实现条件。由于远方反馈信息的不健全和时滞影响，基于广域信息的闭环电力系统将是一个时滞非线性系统。针对这种时滞非线性系统，结合逆系统理论和鲁棒H￥控制理论，提出不健全广域信息下考虑时滞影响的非线性鲁棒综合控制器的设计方法。首先，应用逆系统方法将强非线性电力系统进行线性化，然后，根据广域信息的不确定性，推导具有干扰输入的时滞线性系统模型，最后，应用线性矩阵不等式(LMI)理论设计该线性系统的鲁棒反馈控制律，进而得到原非线性电力系统的最终控制规律。时域仿真结果表明，当考虑广域信息的不健全和时滞影响时，非线性鲁棒综合控制器仍具有较小的系统过渡时间、振荡次数及振荡幅度，能大幅度增加系统的故障临界切除时间。     

基于超导储能的暂态稳定控制器设计

设计了用于提高电力系统的暂态稳定超导储能(SMES)装置的非线性鲁棒控制器,并从数字仿真和动模实验两方面进行了验证。为了简化动态性能分析和控制器设计,在实验样机的基础上,提出了新的基于电流型变流器的SMES的动态模型,并将其转化为标幺制模型。通过外部干扰的引入,得到了装设SMES的单机无穷大系统的动态模型,并采用精确线性化方法和线性H∞控制理论设计了SMES的非线性鲁棒控制器。为了验证该控制器的效果,对装设SMES单机无穷大系统进行了数字仿真和动模实验,并将其与常规PI控制器进行了比较。仿真和实验结果都证明了非线性鲁棒控制器具有良好性能。     

带电压调节功能的非线性鲁棒控制器

提出了一种既可增加多机电力系统暂态稳定性又可达到机端输出电压调节功能的非线性鲁棒控制器。该控制器由一个直接反馈线性化（DFL）控制器和一个比例积分（PI）控制器组成。DFL控制器用于降低多机电力系统的非线性程度以及各机之间的相互作用。所提控制器设计方法既可保证系统稳定性又可达到调节电压的目的,同时在实现时不需要测量发电机功角。仿真结果表明,所提出的方案可在很宽的运行范围内增加系统的阻尼及稳定性。     

基于无源性的同步发电机励磁控制

介绍了根据无源性控制原理设计变结构控制器的一般步骤和方法,得到一种直接针对非线性模型设计发电机励磁控制器的方法。由于在控制器的设计中,未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,且控制规律对系统工作点的变化具有强鲁棒性。     

Free‐weighting matrices‐based robust wide‐area FACTS control design with considering signal time delay for stability enhancement of power systems

This paper presents a free‐weighting matrix (FWM) method based on linear control design approach for the wide‐area robust damping (WARD) controller associated with flexible AC transmission system (FACTS) device to improve the dynamical performance of the large‐scale power systems. First, the linearized reduced‐order plant model is established, which efficiently considers the time delay of the remote feedback signals transmitted by wide‐area measurement systems. Then, based on the robust control theory, the design of the FACTS‐WARD controller is formulated as the standard control problem on delay‐dependent state‐feedback robust control, which is described by a set of linear matrix inequality constraints. Furthermore, in order to obtain the optimal control parameters that can endure the maximum time delay, a FWM approach is proposed to solve the time‐dependent problem of the time‐delay system. Meanwhile, an iterative algorithm based on cone complementary linearization is presented to search out the optimal control parameters. Finally, the nonlinear simulations on the 2‐area 4‐machine and the 5‐area 16‐machine test systems are performed, to evaluate the control performance of the proposed robust wide‐area time‐delay control approach. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于扩张状态观测器的电力系统非线性鲁棒协调控制

该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear Robust Coordinated Control，ENRCC）；将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础上，完整地阐述了ENRCC的控制原理；利用一簇低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化和解耦设计，利用线性鲁棒控制方法对已线性化的内环系统和外环伪线性系统进行预期动力学设计，最终可实现观测器 线性化 鲁棒协调控制三者的有机结合。实例仿真结果表明：该控制规律严谨简单，方法原理直观清晰，便于工程应用，具有很强的适应性和鲁棒性，能有效地解决一类不确定 非线性 分散性的电力系统多输入多输出(MIMO)对象的控制问题。     

ASVG非线性控制方式的研究及其对暂态稳定性的改善

基于微分几何控制理论中的零动态设计方法，首次提出了新型静止无功发生器(ASVG)非 线性控制的设计方法和相应的控制规律。计算机仿真结果表明，该控制规律可以有效地改善 电力系统的有功稳定性和动态品质。     

A design method of nonlinear optimal predictive controller for thyristor controlled series compensation

In this paper, a design method of thyristor controlled series compensation (TCSC) controller with closed-form analytic solution control law is presented so as to improve transient stability and dynamic performance of power systems, on the basis of nonlinear optimal predictive control theory. The control scheme is robust and considers uncertainty of power systems. The stability of the closed-loop system is guaranteed by the control law which does not require on-line optimization and the huge calculation burden is avoided, besides, all input variables can be obtained locally. The simulation results demonstrate that the controller may improve transient stability and dynamic performance of power systems significantly.     

Robust adaptive control of nonlinearly parameterized systems with unmodeled dynamics

Many physical systems such as biochemical processes and machines with friction are of nonlinearly parameterized systems with uncertainties. How to control such systems effectively is one of the most challenging problems. This paper presents a robust adaptive controller for a significant class of nonlinearly parameterized systems. The controller can be used in cases where there exist parameter and nonlinear uncertainties, unmodeled dynamics and unknown bounded disturbances. The design of the controller is based on the control Lyapunov function method. A dynamic signal is introduced and adaptive nonlinear damping terms are used to restrain the effects of unmodeled dynamics, nonlinear uncertainties and unknown bounded disturbances. The backstepping procedure is employed to overcome the complexity in the design. With the proposed method, the estimation of the unknown parameters of the system is not required and there is only one adaptive parameter no matter how high the order of the system is and how many unknown parameters there are. It is proved theoretically that the proposed robust adaptive control scheme guarantees the stability of nonlinearly parameterized system. Furthermore, all the states approach the equilibrium in arbitrary precision by choosing some design constants appropriately. Simulation results illustrate the effectiveness of the proposed robust adaptive controller. __________ Translated from Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition), 2005, 37(5): 148–153 (in Chinese)     

多机系统快速汽门非线性控制研究

首先介绍了最优控制系统综合的李雅普诺夫方法和一种简单实用的非线性系统大 范围线性化方法，然后将之成功地应用于同步发电机快速汽门控制器的设计，避免了构造 非线性系统李雅普诺夫函数的困难，为电力系统暂态稳定控制的研究作出了新的探索。获得 的控制器完全基于当地量的反馈，易于工程上在线实现。