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     

逆推自适应滑模励磁控制器设计

针对单机无穷大系统提出了一种解耦逆推自适应励磁滑模控制方法,以提高电力系统鲁棒稳定性.对于一类具有不确定性的半严格反馈形式的非线性系统,将构造李亚普诺夫(Lyapunov)函数的逆推设计方法和自适应机制以及滑模变结构控制有机结合,获得了一种保证该类系统全局渐近稳定的自适应滑模控制律以及自适应增益控制律.根据该设计结果,对含励磁控制的单机无穷大系统反馈线性化模型,得到了发电机的自适应滑模励磁控制器,仿真结果表明:该控制器能有效地稳定不确定电力系统,维持机端电压,具有比自适应逆推励磁控制器更好的性能.     

Experimental implementation of a novel model-free adaptive fractional-order sliding mode controller for a flexible-link manipulator

This paper presents an experimental study of a robust control scheme for a single flexible-link manipulator. Regarding the nonlinear dynamics of flexible manipulators and vibration problems associated with these robots, this study aims to propose a novel fractional-order controller for efficient reference tracking, even in the presence of noise and total disturbances. In this regard, the control term is formulated by adopting the intelligent proportional–integral–derivative (PID) (iPID) technique and sliding mode control. As for estimating unknown states of the system, and ensuring that time-variable disturbances are well-handled and they do not excite vibrating modes, the generalized proportional integral (GPI) observer is utilized. Then, the adaptive reaching laws are derived along with the Lyapunov stability analysis, and finite-time convergence of the sliding surface is proven. Finally, well-trajectory tracking and robustness of the system are illustrated by the experimental results. The effectiveness of the fractional calculus in terms of accuracy, control effort, and vibration suppression is depicted as well.     

基于无源性的同步电机自适应滑模控制方法

利用本质上是非线性反馈的无源性控制(PBC)策略,实现同步电机的全局稳定和转矩、转速跟踪控制.建立了同步电机的Euler-Lagrange模型;在此基础上利用无源性滑模控制方法构建转矩、转速动态跟踪控制器,在非线性负载时变未知情形下,实现了转子磁链、转速的期望轨迹渐近跟踪;针对实际运行时同步电机参数具有不确定性的问题,...     

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     

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。     

DSP based proportional integral sliding mode controller for photo-voltaic system

The buck–boost converter is controlled using different algorithms like voltage mode control, current mode control, V² control, enhanced V² control, Sliding Mode Control (SMC), and Proportional Integral (PI) control. In all these algorithms the steady state error is more. On combining PI control and sliding mode control the steady error can be minimized. In industry and commercial applications involving Photo-Voltaic (PV) systems, uses buck–boost converter. In this converter above control algorithms are implemented using hardware circuitry or microcontroller. In industry and commercial applications Digital Signal Processor (DSP) is used for automation purposes and the same DSP can be used to implement control algorithms so as to get maximum electrical energy from solar energy. The efficient utilization of resources such as DSP is achieved as we are using the same DSP for implementing control algorithm. In the proposed study, PI control method and sliding mode control methods are combined to obtain a Proportional Integral Sliding Mode Control (PISMC) and it is used to control the buck–boost converter which is used to drive the electrical loads from solar energy. The buck–boost converter is designed, simulated and implemented. The algorithms PI, SMC and PISMC are simulated in using MATLAB simulink and then implemented in DSP TMS 320 2808. In the proposed study PISMC, a stable and efficient output voltage is obtained in which the steady state error and maximum overshoot are minimum. The PISMC is better in terms of transient and steady state performances as validated by our experiments. The proposed study will work in real-time since DSP is used for implementing the control algorithms and found to be better in terms of speed and regulation. The proposed DSP based PISMC can also be used to control other types of DC–DC converters.     

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。