船舶电站同步发电机H_∞调压器的仿真研究

船舶电力系统电压的稳定性主要取决于船舶电站同步发电机调压系统的电压响应特性.为了抑制负荷的扰动,提高同步发电机调压系统的动态性能,本文将H∞控制理论应用于同步发电机调压系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H∞控制问题.首先分别建立相复励装置和无刷励磁同步发电机的数学模型,然后建立采用H∞调压器的同步发电机调压系统的数学模型.针对外部干扰和模型的不确定性,H∞调压器的设计可以归结为混合灵敏度问题.在分析同步发电机模型不确定性的基础上,合理地选取加权函数,通过解Riccati方程,得到H∞调压器.计算机仿真结果表明,本文设计的H∞调压器能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效地提高系统的动态性能和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统电压的稳定性.     

船舶电站同步发电机调压系统的数学模型

船舶电站电压的稳定性主要取决于同步发电机调压系统的动态特性．为了对同步发电机调压系统的过渡过程进行分析,分别建立可控相复励装置、无刷励磁同步发电机和船舶电站同步发电机调压系统的数学模型,并在此基础上分析调压系统的动态特性和同步发电机电压的变化规律．对一个实际的船舶电站同步发电机调压系统进行了计算机仿真研究,分别给出了系统在突加、突减静负荷以及起动大功率异步电动机时的动态特性曲线．计算机仿真结果表明,提出的数学模型是合理的、可行的,反映了船舶电站电压的变化规律．     

三级倒立摆建模与H∞鲁棒优化保性能控制

针对倒立摆系统当中存在的自然不稳定性和大量不确定性,提出了一种H∞鲁棒优化保性能控制方法.利用分析力学中的Lagrange方程建立三级倒立摆的不确定数学模型,把系统的不确定性和外界扰动分别转化为模型状态矩阵的不确定性和模型的扰动输入,从而将系统稳定问题转化为H∞范数求解问题.仿真实验结果证明,应用这种方法可以保证系统指数稳定,二次代价泛函满足性能指标,同时使系统具有相同H∞范数界γ.与传统方法相比,该方法对三级倒立摆的控制具有较强的鲁棒性,能够在系统存在外界干扰和不确定性时,仍能保持系统的稳定性.     

以电磁轴承支撑挠性转子的鲁棒控制器设计

研究了含有参数不确定性的以电磁轴承支撑挠性转子的鲁棒H∞控制器，折衷考虑转子系统的外激励干扰衰减和转子系统参数摄动，将参数摄动转化为外扰动输入，建立了以电磁轴承支撑挠性转子H∞标准模型．数值仿真表明：建立的H∞标准模型合理；采用H∞控制设计的电磁轴承主动控制系统，能够有效的抑制参数摄动引起的扰动和持续的外激励干扰．     

直接驱动电动舵机的混合H2/H∞控制器设计

介绍了一种基于有限转角力矩电机的导弹电动舵机的组成及工作原理，针对直接驱动系统易受负载扰动及参数变化影响的特点，利用H2控制保证系统动态性能以及H∞控制在对象存在模型及参数不确定性、未建模动态和有界扰动时可以保证系统全局稳定的特性，设计了舵机的混合H2／H∞控制器。仿真结果及分析表明，系统对参数变化及外部扰动具有鲁棒稳定性和较强的鲁棒跟踪能力。     

一类非线性系统鲁棒控制及应用

包含不确定扰动项的线性系统的鲁棒控制表现为L2增益抑制问题．利用非线性系统线性化技术，将包含不确定性的非线性模型进行部分线性化处理．以此为基础，利用线性系统的鲁棒控制理论，讨论了单机-无穷大电力系统，得出发电机的励磁鲁棒控制器；针对发生三相短路故障的线路末端，给出了其发电机功角、角速度和输出电压的仿真曲线．研究结果表明：鲁棒控制器在提高系统稳定性、稳定系统治出电压等方面有良好的控制效果。     

基于内模原理的直线永磁同步伺服电机H∞控制

在速度伺服系统中，为了保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差，同时使系统具有鲁棒稳定性，针对直线伺服系统所具有两个扰动输入点和两个偏差输出点的特征，对扰动进行转化后采用输出点混合灵敏度的方法，并将内模原理与H∞控制理论相结合设计了H∞速度控制器．实际求解标准H∞问题时，在扰动通道内引入近似内模，以使问题简化且满足高性能的要求．为了充分抑制负载阻力扰动，设计了一个H∞负载扰动观测器，该观测器可以自动保证观测结构的鲁棒稳定性．     

考虑未建模动态的直流输电系统鲁棒自适应控制

为提高电力系统在受到严重扰动时的稳定性，提出一种利用直流线路附加控制的鲁棒自适应控制方案。介绍带未建模动态的鲁棒自适应非线性控制原理，建立相对应的单机无穷大系统的数学模型，然后推导出考虑发电机未建模动态的直流线路附加控制规律以改善系统的响应性能。控制方案考虑了发电机未建模动态，同时设计过程简单，易于实现，对系统稳定性改善明显，鲁棒性好；从每台机组的控制仅依赖于当地机组可用信息的意义上来说，该控制方案是当地的。仿真算例证明控制方案对改善系统性能的有效性。     

双永磁同步电机滑模协调控制及实验研究

针对现有的双永磁同步电机协调控制方法无法兼顾扰动抑制和协调控制精度的问题,研究具有不确定性和非匹配扰动的双永磁同步电机系统协调控制。首先,基于系统不确定性和非匹配扰动,建立双电机系统的数学模型;其次,将交叉耦合控制与传统PI控制相结合,得到协调控制模型;再次,提出一种基于干扰观测器的积分滑模方法设计协调控制器,以有效抑制系统的非匹配扰动;最后,在基于dSPACE的多电机实验平台进行半实物仿真实验。实验结果表明,该方法能有效提高系统在启动和负载突变时的转速同步和转矩同步性能。     

非线性动态系统的模糊神经网络自适应H∞鲁棒控制

针对非线性动态系统不稳定性,提出了一种基于模糊神经网络的H∞鲁棒直接自适应控制方法,通过设计非线性动态系统的H∞控制器,采用模糊神经网络在线学习对动态系统的建模不确定性产生的误差,可保证不确定闭环稳定并具有H∞性能,并证明了模糊神经网络H∞鲁棒直接自适应控制系统的稳定性,仿真算例也表明了该方法具有较好的抗干扰性能、鲁棒性较好.     

H∞电力系统稳定器控制性能的MATLAB仿真

采用MATLAB/Simulink软件,设计了仿真模型,对基于H∞控制理论的电力系统稳定器的控制性能进行动态响应仿真,并与普通的电力系统稳定器的特性进行比较.仿真结果表明,所设计的H∞电力系统稳定器对电力系统的控制不仅具备有良好的动态性能,而且有很好的鲁棒性.     

H∞控制理论和MATLAB工具箱应用于电力系统稳定器设计

介绍了H∞鲁棒控制理论的基本理论和方法，并以电力系统稳定器的设计为例，具体说明了MATLAB控制工具箱的使用方法．仿真表明，将所设计的H∞电力系统稳定器配合常规的PID励磁调节器使用，具有良好的动态品质和调节精度，并能抑制振荡，提高电力系统的动态稳定．     

基于鲁棒控制理论的卫星姿态控制

对于三轴角动量飞轮式卫星的姿态控制提出了一种鲁棒控制设计方法.针对挠性卫星中存在的未建模动态以及参数不确定性问题,基于H∞控制理论对姿态控制器进行了设计,通过选取合适的加权函数将姿态控制问题转化为标准H∞控制问题,进而获得所需控制器.并与PID控制器进行了仿真实验对比,仿真结果表明,对于系统中存在的干扰和参数不确定性,H∞控制具有良好的鲁棒稳定性与动态性能.     

基于扰动观测器与H_∞优化的MUAV抗干扰控制方法研究

针对一类常规布局的小型无人飞行器(MUAV)定点飞行任务中存在的模型精度低受扰因素多的问题,提出了基于扰动观测器控制(DOBC)与H∞优化的MUAV抗干扰控制方法,有效地实现了在谐波和阵风扰动情况下对MUAV的稳定控制。文中首先建立了在阵风扰动情况下MUAV的动力学模型,在此基础上通过将DOBC与H∞控制方法相结合,使得MUAV闭环系统在没有干扰信号时渐近稳定,在有扰动信号时满足H∞控制性能指标要求。仿真结果表明,本文提出的控制算法能有效抑制MUAV多源扰动的影响,且可获得良好的动态跟踪性能。     

时滞递归神经网络的H∞稳定与同步控制

通过设计连接权的更新律,研究时滞递归神经网络的H∞稳定性问题,建立基于线性矩阵不等式的H∞稳定性判据.所设计的连接权更新律可以减少时滞递归神经网络模型中参数不确定性的影响,进而增强系统的鲁棒性.将所提方法应用到时滞递归神经网络的H∞同步控制问题,并建立相关的同步判据.最后,通过算例说明所提方法的有效性.     

电磁轴承的H∞鲁棒-模糊控制器设计

电磁力非线性,转子的动态特性复杂性及模型参数不准确是电磁轴承控制器设计不可回避的问题.考虑了电磁轴承气隙、励磁电流、转速、温度对电磁力影响及转子动态性能复杂性和模型参数摄动,结合T-S模糊模型利于解决非线性特点及H∞鲁棒控制方法抑制扰动强鲁棒性特点,设计了H∞鲁棒-模糊电磁轴承控制器.实验表明:采用H∞鲁棒-模糊控制器,电磁轴承系统具有较好的动态性能和鲁棒性能,削弱了电磁力非线性、转子的动态特性及系统参数摄动对系统性能的影响.     

SVC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制

针对SVC与发电机励磁的协调控制问题,研究了能够实现干扰抑制的鲁棒非线性协调控制律.首先针对一类多输入非线性系统,通过耗散不等式的递推设计,提出了一种L2增益意义下的干扰抑制方法,得到实现干扰抑制的控制律.然后考虑电力系统的强非线性和不确定性,建立了带有干扰项的SVC与发电机励磁系统非线性模型.二者相结合提出了一种新的SVC与发电机励磁的鲁棒非线性协调控制律.单机无穷大系统情况下的仿真结果表明,提出的控制律可有效抑制干扰的影响,提高电力系统暂态稳定性.     

基于模糊控制理论的水轮发电机组调速器侧PSS研究

由于引水系统的水锤效应和水轮机的强非线性特性，水轮发电机组采用常规调速控制对于改善电力系统稳定性难以取得满意的效果．采用水力系统弹性水去模型和同步发电机非线性模型，基于模糊控制理论设计了水轮发电机组调速器侧模糊电力系统稳定器(FGPSS)，应用SIMULINK对其效果进行了仿真研究．结果表明，FGPSS能够较好地改善机组的动态性能，具有较强的鲁棒性．     

基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器控制策略

针对采用常规恒功率控制方式下的光伏并网逆变器缺乏电压和频率动态调节能力的问题,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)的光伏并网逆变器控制策略.根据同步发电机的原理,建立同步发电机的并网等效电路和矢量关系表达式,设计了有功频率控制算法和无功电压控制算法,搭建了虚拟同步发电机控制策略下的光伏发电系统.在Matlab/simulink环境中建立了10 k W的光伏并网系统.仿真结果表明,基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器具有与同步发电机相似的调频调压特性,能够较好地适应电网运行要求.     

单自由度电磁轴承系统的起动性能分析

在建立电磁轴承数学模型的基础上，设计了基于H∞控制理论的鲁棒控制器，研究起动时系统的响应、受扰情况及控制电流和转子位移之间的关系，讨论起动性能的影响因素．实验表明，H∞控制器作用下的电磁轴承系统具有良好的起动特性、鲁棒性和干扰抑制效果．