基于全局滑模时滞的电力系统混沌振荡控制

电力系统易受扰动影响,在一定扰动条件下会进入混沌状态。通过分岔图和李雅普诺夫指数谱分析了扰动Pe与Pk单独作用与共同作用时对电力系统的影响,当Pe与Pk单独作用时,系统状态均随着扰动的增加由周期态过渡到混沌态,当Pe与Pk共同作用时,系统状态均随着扰动的增加由混沌态过渡到周期态再过渡到混沌态。设计了一种全局滑模时滞控制策略,时滞控制采用延时反馈环节,即误差信号中采用上个采样周期的采样值与此时的采样值来对不确定系统项与扰动项进行估计,但由于延时环节存在时滞误差,导致系统收敛速度较慢且扰动抑制能力较差。为此,将时滞控制与全局滑模控制相结合,并设计具有快速收敛特性的时滞补偿项,提高系统收敛速度与抗扰动能力,并且可以抑制上界未知的外部扰动。仿真结果表明,相较于时滞控制,所设计的全局滑模时滞控制收敛速度更快,超调量更小,在系统遭受周期扰动与阶跃扰动时仍能保证收敛。     

基于全局滑模的自适应电力系统混沌容错控制

当电力系统参数变动或遭受扰动后,系统极易进入局部混沌振荡状态,局部的功角振荡可能会演化为大范围的系统振荡,最终可能造成系统解列等严重后果。因此,抑制电力系统的局部混沌振荡状态具有重要意义。为抑制七阶系统的混沌状态,增强系统的抗扰能力,采用扩张观测器对系统发电机侧与负荷侧的系统项进行观测,设计了基于全局滑模的容错控制器。该文考虑了发电机侧遭受扰动与负荷侧控制器故障的情况。为减少系统在扰动下的最大偏差与稳态误差,并补偿控制器故障导致的输出幅值损失,设计了基于全局滑模的自适应容错控制器。仿真结果表明,当系统分别遭受传输故障、阶跃扰动及控制器故障时,系统在基于自适应全局滑模的容错控制器的作用下均能有效收敛至目标轨道。     

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.     

电力系统混沌振荡的模糊趋近律滑模控制

在周期扰动条件下,电力系统可能出现混沌振荡现象。对电力系统二阶模型混沌振荡特征进行分析并提出一种模糊滑模控制方法,利用模糊控制对常规滑模控制趋近率参数进行调节,以此抑制滑模控制导致的高频抖振。利用Lyapunov稳定性理论证明了电力系统在控制作用下的稳定性。仿真结果证实了能有效控制系统的混沌振荡并减轻抖振程度。     

基于同步思想的电力系统混沌滑模变结构控制

研究了较大周期性扰动下电力系统的分岔与混沌行为。借鉴混沌同步思想,设计了滑模变结构控制器,将混沌振荡系统同步到稳定的系统,实现混沌振荡抑制。给出了控制器推导方法,采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。运用Matlab进行数值仿真,结果表明所设计的控制器是有效的,能达到预期效果。     

基于自适应非奇异终端滑模控制的电力系统混沌抑制

在一定条件下,电力系统会产生混沌振荡现象,影响电网的安全稳定运行.对电力系统四阶模型进行混沌振荡的动力学行为分析,并且设计了一种基于自适应非奇异终端滑模控制的控制器.在保证系统实现有限时间内收敛以及不产生奇异性问题的基础上,快速消除了四阶电力系统中的混沌振荡现象.针对四阶电力系统模型中阻尼系数和机械功率通常具有不确定性...     

电力系统混沌振荡的自适应

电力系统在周期性负荷扰动的作用下会发生混沌振荡，甚至失去稳定。为抑制这种混沌振荡，利用Bs(Backstepping)控制法设计了在周期性负荷扰动幅值已知情况下的控制器；对扰动幅值未知的情况，设计了自适应Bs控制器，并利用Lyapunov稳定性理论证明了含该控制器的闭环系统可以保持渐近稳定，即能回到初始平衡点上。数值仿真也表明了该控制器的控制效果。     

七阶电力系统混沌振荡的动态面滑模控制

由于电力系统混沌振荡会对整个系统的稳定性造成严重危害,本文为七阶混沌电力系统提出动态面滑模控制策略.首先,对七阶电力系统中的混沌振荡行为进行分析,从而论证了系统中混沌吸引子的存在性.接着给出了含有储能装置受控电力系统耦合动力学模型的构建过程.将这种混沌控制问题最终归结为三个具有严格反馈形式的动力学子系统的控制问题,并为...     

基于鲁棒反演滑模法的电力系统混沌控制

在某些条件下,电力系统将会产生混沌振荡,从而影响互联电网的稳定性,造成严重的安全事故。文中通过对简单互联电力系统的时序图、相图及最大李雅普诺夫指数图进行分析,肯定了其存在的混沌现象。同时设计了一种鲁棒反演滑模法对系统的混沌振荡进行抑制,使其能够迅速地收敛于目标。仿真结果进一步证明该方法能够有效性,对保障电力系统运行的稳定性具有良好价值。     

电力系统混沌振荡的自适应Backstepping控制

电力系统在周期性负荷扰动的作用下会发生混沌振荡,甚至失去稳定.为抑制这种混沌振荡,利用Bs(Backstepping)控制法设计了在周期性负荷扰动幅值已知情况下的控制器;对扰动幅值未知的情况,设计了自适应Bs控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了含该控制器的闭环系统可以保持渐近稳定,即能回到初始平衡点上.数值仿真也表明了该控制器的控制效果.     

坦克炮控系统自适应模糊滑模控制方法

针对坦克炮控系统这一类非线性和不确定性的复杂对象控制问题,提出一种自适应模糊滑模控制方法.采用滑模控制与模糊逻辑相结合的方法,滑模开关函数的绝对值作为输入组成一维模糊逻辑推理器,它的输出用以在线调整一维模糊控制器的输出增益,依据Lyapunov稳定定理获得最终的控制量.系统中的滑模控制器保证了系统的快速跟踪性能;而模糊控制器抑制了闭环系统的各种扰动,在不牺牲系统鲁棒性的同时达到削弱抖振的目的.从理论上证明了系统的稳定性,并且通过仿真验证了该结果.仿真结果表明,该设计方法大大优于经典设计,而且结构简单,易于设计,为炮控系统实际设计提供了一种可行的方法.     

同步发电机混沌振荡的积分滑模模糊控制

针对一类不确定的非线性系统,把自适应模糊控制和积分滑模控制相结合,提出了一种新的自适应积分滑模模糊控制策略。利用模糊逻辑逼近系统中的未知非线性函数,在滑模控制中引入了积分项,消除了常规滑模控制器被跟踪信号导数已知的限制;并且为了消除外界扰动的影响,引入扰动估计器的设计方法;同时基于Lyapunov方法导出了参数的自适应律,有效地克服了系统固有的抖振问题。理论分析证明了闭环系统的稳定性和跟踪误差收敛于零。用该控制器对同步发电机混沌振荡控制系统进行仿真研究,结果表明:与常规的滑模控制器相比,该控制器具有较强的鲁棒性和较好的跟踪性能。     

模糊自适应滑模变结构控制及其在功率放大器中应用

针对目前使用的电力电子器件构成的功率放大器,提出一种新的基于模糊自适应的滑模变结构控制方法。该方法不仅充分体现了滑模控制的优势,克服了其他控制方法动态响应性能不好、总谐波畸变率较大、鲁棒性差等缺陷,而且因为增加了模糊自适应理论,改善了滑模变结构控制方法中的切换控制所产生的抖振。模糊自适应控制器由模糊化、规则库、模糊推理和反模糊化4部分组成。选择可解决学习算法收敛速度慢问题的模糊基函数作为模糊自适应控制函数,在非线性函数的基础上,对系统进行一系列基函数展开,通过参考值和反馈输出之间的误差不断修正基函数的权,从而达到学习的目的。仿真和试验结果表明该控制策略对系统参数和负载扰动具有很强的鲁棒性,系统动、静态性能良好。     

Rotor oscillation damping of a stepping motor by sliding mode control

Stepping motors are used mainly in OA and FA systems due to the merits of their digital driving behavior using switching devices. They are driven by closed‐loop control in systems where special performance such as prevention of out‐of‐synchronism or a high‐speed drive is required. It is well known that rotor oscillation is one of the principal problems in the switched drive of a stepping motor, and nowadays several methods for damping this oscillation have been suggested in which the switching sequence is changed in some manner. In such methods, the excitation time of the stator windings must be tuned appropriately, or the effect of damping is insufficient and oscillation may be even amplified in some circumstances. To resolve this problem, adaptive methods for tuning of the excitation time have been developed. However, they suffer the disadvantage that they require a tuning period for the excitation time to attain the optimal value at the beginning of control or when the machine parameters are varied by changing the driving condition. The authors have developed a new method for rotor oscillation damping of a stepping motor in a closed‐loop system. It is based on a sliding mode control technique and is designed to be robust to variation of rotor inertia which significantly affects the oscillatory characteristic. In this method, a lower‐order dynamical model, obtained by reaching a sliding mode where the angle‐torque characteristic of the motor is bound to a certain linear function, is made non‐oscillatory by pole assignment over a certain region of varying rotor inertia. Applying this method to an experimental system, rotor oscillation is damped excellently in the cases of single‐step and low‐speed multi‐step drive. On the other hand, it is shown deceleration is needed near the last step in the case of a high‐speed drive. © 1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 126(1): 42–51, 1999     

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。     

一种用于异步电机无速度传感器控制的自适应滑模观测器

针对异步电机无速度传感器中存在的对参数变化鲁棒性差的问题,研究了一种基于自适应滑模观测器的异步电机无速度传感器的矢量控制方案。自适应滑模观测器根据电机静止坐标系下的数学模型构造了转子磁链观测器,定子电流观测值与实际值的误差构成观测器的滑模面,在滑模运动下该观测器的观测值最终趋近于实际值,从而实现转子磁链的估计。电机转速由自适应方法估算得到,滑模观测器的稳定性可由李雅普诺夫稳定性证明。与其他方案相比,该方法的优点在于实现简单,对参数变化具有鲁棒性。仿真和实验对控制方案的正确性和可行性给出了验证,该观测器可以实现对转子磁链和转速的观测,且在负载扰动和给定转速变化的情况下该滑模观测器具有鲁棒性。     

Adaptive fuzzy sliding mode control of Lorenz chaotic system

By using the exponential reaching law technology, a sliding mode controller was designed for Lorenz chaotic system subject to an unknown external disturbance. On this basis, considering the unknown disturbance, an adaptive law was introduced to adaptively estimate the parameters of the disturbance bounds. Furthermore, to eliminate the chattering resulting from the discontinuous switch controller and to guarantee system transient performance, a new adaptive fuzzy sliding mode controller was designed. The results of the simulation show the effectiveness of the proposed control scheme. Translated from Journal of Harbin Institute of Technology, 2006, 38(4): 499–502 [译自: 哈尔滨工业大学学报]