汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制

提出了汽轮发电机励磁与汽门协调Terminal滑模控制。针对发电机综合控制存在的两个输入变量,通过构造两个非奇异的Terminal滑模面,实现解耦控制。Terminal滑模面中含有非线性函数,使得误差能够快速收敛,从而取得良好的控制效果。利用自适应律实时估计扰动上界,从而使控制器具有很强的鲁棒性。通过李亚普洛夫理论证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制器能够快速阻尼功率振荡,提高电力系统的稳定性,维持机端电压。     

发电机自适应Terminal滑模励磁控制

建立了单机无穷大系统的励磁控制数学模型,设计了一种自适应Terminal滑模励磁控制器。通过在滑模面加入非线性函数,使得误差能够快速收敛,从而取得良好的控制效果。同时考虑了系统中存在未知上界的不确定扰动,在设计中加入了自适应环节,实时估计扰动上界,从而使控制器具有较强的鲁棒性。根据李亚普洛夫理论证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明,无论是小扰动还是大扰动下均能有效提高系统稳定性,维持机端电压,效果优于自适应逆推滑模励磁控制。     

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.     

多机电力系统自适应鲁棒Terminal滑模励磁控制

设计了多机电力系统发电机励磁的自适应鲁棒Terminal滑模控制器,将L2增益干扰抑制、自适应逆推法、Terminal滑模控制相结合,可以自适应估计发电机的不确定阻尼系数,对扰动具有鲁棒性。给出了控制器的设计过程。针对2区域4机系统的仿真结果表明,所设计的自适应鲁棒Terminal滑模励磁控制器能够快速抑制功率振荡,有效提高电力系统的暂态稳定性,并保持机端电压的恒定。     

基于自适应Terminal滑模控制方法的VSG控制

由于分布式电源并网逆变器存在的低惯性、欠阻尼特性会影响电力系统稳定性,利用考虑发电机励磁与汽门综合控制的同步发电机四阶模型,设计了基于自适应Terminal滑模控制方法的虚拟同步发电机控制方案。针对系统的2个输入变量,构造了2个非奇异的Terminal滑模函数,由于Terminal滑模函数为非线性函数,使得误差可以快速收敛,从而保证了控制器良好的控制效果。仿真结果验证了所提控制策略可以为系统提供必要的惯性和阻尼,保证系统在参数不确定和存在外界扰动情况下的鲁棒性,能够抑制振荡并提高电力系统的稳定性。     

双机并联系统自适应离散滑模控制

采用离散滑模控制理论设计双机并联系统的稳定和有功平衡控制器。提出一种改进算法，通过将离散趋近律方法与边界层法及自适应控制相结合，较好地消除了抖振，并能够自适应估计参数不确定性及负载干扰对系统的影响，增强系统的鲁棒性。仿真结果表明所提设计方法的有效性。     

SVC与发电机励磁的逆推Terminal滑模协调控制

设计了一种静止无功补偿器与发电机励磁的逆推Terminal滑模协调控制器,采用逆推法逐步构造李亚普洛夫函数,不确定参数用自适应律替换,最后一步加入Terminal滑模面,使相关变量能够在有限时间内收敛到零。针对单机无穷大系统的仿真结果表明,所设计的逆推Terminal滑模协调稳定控制器能够快速阻尼功率振荡,有效提高电力系统的暂态稳定性并可维持机端电压恒定。     

大型汽轮发电机励磁的自适应控制

本文提出了一种大型汽轮发电机励磁的自适应控制方案.该方案可以根据系统运行点的变化调整反馈增益矩阵,使系统保持设计点的动态品质.本文用数字计算机对自适应励磁控制器的效果进行了仿真研究,并与最优线性控制进行了比较.结果表明所设计的控制器能为系统提供良好的阻尼,显著地改善了系统的动态响应.动态品质及动态稳定性均优于基于二次型性能指标的最优控制.     

变速风力发电机组全局快速Terminal滑模控制

针对具有极大不确定性的变速风力发电机组,提出了一种全局快速Terminal滑模控制方法.滑模模态由Terminal滑动模态和线性滑动模态组成,以保证状态在有限时间内收敛并同时提高收敛速度.设计了系统不确定项的边界估计算法.运用Lya-punov稳定性理论证明了系统稳定性.对自然风和风速突变下的机组运行情况进行了仿真,其结果表明系统稳定,并具有较好的动态性能和较强的抗扰能力.     

双机并联系统自适应离散滑模控制

采用离散滑模控制理论设计双机并联系统的稳定和有功平衡控制器。提出一种改进算法 ,通过将离散趋近律方法与边界层法及自适应控制相结合 ,较好地消除了抖振 ,并能够自适应估计参数不确定性及负载干扰对系统的影响 ,增强系统的鲁棒性。仿真结果表明所提设计方法的有效性     

基于扰动跟踪Terminal滑模与多目标零动态的协调励磁控制器设计

针对电力系统中存在各种扰动和模型不确定性等,为了提高励磁控制的鲁棒性,并考虑机端电压限制,设计了以功角稳定和电压控制为目标的协调励磁控制器。功角稳定控制在Terminal滑模中在线跟踪扰动并进行补偿,构成扰动跟踪Terminal滑模控制,抑制一般扰动和振荡,并能抑制共振型低频振荡;同时设计了多目标零动态滑模控制,在机端电压过限或突变时投入,具有控制功角和提高机端电压性能的功能。稳定控制和电压控制协调切换完成励磁控制。仿真结果表明控制器能在各种扰动时快速稳定功角,并能抑制共振型低频振荡,同时能有效控制机端电压。     

网络控制系统的滑模变结构预估控制器的设计

网络闭环控制系统中长时延存在的情况下 ,在状态预估的基础上 ,设计出的滑模控制器使闭环系统具有较好的性能。对直流电机的仿真结果证明了该方法的有效性     

Comparative evaluation of sliding mode fuzzy controller and PID controller for a boost converter

Nonlinear controllers such as fuzzy controllers and sliding mode controllers have been applied to boost converters because of their nonlinear properties. Although both fuzzy and sliding mode controllers have desirable characteristics, they have disadvantages in practice when applied individually. A sliding mode fuzzy controller is proposed to control boost converters. The sliding mode fuzzy controller combines the advantages of both fuzzy controllers and sliding mode controllers. It also has advantages of its own that are well suited for digital control design and implementation. A sliding mode fuzzy controller is designed and verified with experimental results using a prototype boost converter with a DSP-based digital controller. Experimental results of the boost converter using sliding mode fuzzy control are evaluated in comparison with experimental results using a linear PID and PI controller. The comparison indicates that the sliding mode fuzzy controller is able to obtain the desired transient response under varying operating points without chattering. The startup response using sliding mode fuzzy control is superior to the response using PID and PI control, while the load transient response shows no obvious advantage.     

水轮机调节系统的Terminal滑模控制

针对水轮机调节系统的不稳定运行会引起发电机组稳定性破坏的问题,鉴于对其要求的日益提高与其控制困难的矛盾现状,笔者以水轮机调节系统为研究对象,首先采用模块化建模方法,建立了混流式水轮机调节系统的整体非线性数学模型,并分析得到系统各状态变量存在不稳定运动。接着,为了保证系统的可靠稳定运行,基于Lyapunov稳定性理论和有限时间控制理论,笔者提出了一种新的Terminal非奇异滑模面,克服了传统Terminal滑模面的奇异性问题,为水轮机调节系统设计了Terminal滑模有限时间控制器。最后,采用Matlab进行数值模拟,仿真结果验证了所设计控制器的有效性和快速性,为生产实际中水力发电机组的稳定性控制提供理论依据。     

永磁同步电机神经网络自适应滑模控制器设计

设计了神经网络自适应滑模控制器.用RBF神经网络自动调整滑模控制器的切换项增益,无需建立包含参数摄动和干扰在内的整个系统的精确数学模型,有效提高了系统的稳定性和鲁棒性.采用Lyapunov稳定性理论证明了系统稳定性,并针对常值干扰、时变干扰和参数摄动情况分别进行了仿真与实验.与传统的PI控制相比,神经网络自适应滑模控制器具有更好的稳定性和抗干扰能力.     

Dynamic performance enhancement of microgrids by advanced sliding mode controller

Dynamics are the most important problems in the microgrid operation. In the islanded microgrid, the mismatch of parallel operations of inverters during dynamics can result in the instability. This paper considers severe dynamics which can occur in the microgrid. Microgrid can have different configurations with different load and generation dynamics which are facing voltage disturbances. As a result, microgrid has many uncertainties and is placed in the distribution network where is full of voltage disturbances. Moreover, characteristics of the distribution network and distributed energy resources in the islanded mode make microgrid vulnerable and easily lead to instability. The main aim of this paper is to discuss the suitable mathematical modeling based on microgrid characteristics and to design properly inner controllers to enhance the dynamics of microgrid with uncertain and changing parameters. This paper provides a method for inner controllers of inverter-based distributed energy resources to have a suitable response for different dynamics. Parallel inverters in distribution networks were considered to be controlled by nonlinear robust voltage and current controllers. Theoretical prove beyond simulation results, reveal evidently the effectiveness of the proposed controller.     

具有非线性输入的鲁棒自适应模糊滑模控制

针对一类具有死区非线性输入的SISO非线性系统,基于滑模控制原理,提出了一种稳定自适应模糊控制器设计方案.该方案通过使用积分型Lyapunov函数避免了反馈线性化方法中可能出现的控制器奇异性问题,运用两阶段法构造两个Lyapunov函数,确定出用于建模的有界闭区域,再证明跟踪误差收敛到零.通过理论分析,证明了闭环控制系统全局一致终结有界;仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于FPGA的比例积分滑模控制DC/DC变换器研究

针对DC/DC Buck变换器的动、静态性能要求,从Buck变换器状态方程出发,设计电感电流、输出电压及其积分的线性组合滑模面,并利用该滑模面证明比例积分滑模控制的存在条件及稳定性条件,构建基于FPGA控制的Buck变换器实验平台并加以验证。据此,实现所提出的算法对Buck变换器的控制。理论分析和实验结果表明,所提出的比例积分滑模变结构控制比传统的双闭环PI控制在系统参数变化、供电电压变化以及外部干扰情况下,都具有更好的鲁棒性,具有控制精度高和动态响应速度快的特点。     

直驱泵控缸系统建模及自适应反推滑模控制

针对电机泵驱动的泵控缸伺服系统随工况变化而存在参数撮动和负载扰动的问题,提出一种改进自适应反推滑模控制策略.由于该泵控缸数学模型中控制量前具有在零点非连续不可导函数sgn(u),通过等效变换实现了对系统模型化简,有效解决了控制器设计过程中部分函数不可导的难题.采用积分滑模与反推法相结合的复合控制策略,有效地削弱参数慢时...     

基于自适应模糊滑模控制的机器人轨迹跟踪算法

针对控制参数的不确定性以及存在未知外部扰动情况下移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种基于光滑非线性饱和函数的自适应模糊滑模轨迹跟踪控制算法。通过建立不确定非线性移动机器人运动控制模型,利用自适应模糊逻辑系统构建自适应模糊滑模控制器。为了增强轨迹跟踪控制算法对随机不确定外部扰动适应能力的同时削弱滑模控制算法中的输入抖振现象,利用有界输入有界输出(BIBO)稳定的方法,通过带有自适应调节算法的模糊系统对滑模控制律中非线性函数项进行自适应逼近,并设计了模糊系统中可调参数的自适应控制律,保证了控制系统的稳定与收敛。实验结果表明,所设计的控制器对系统参数不确定性和外界扰动均具有较强的轨迹跟踪性能和鲁棒性。与传统的滑模控制算法相比,该算法不仅能有效减小输入抖振而且轨迹跟踪控制精度提高了18.89%。