静止同步串联补偿器(SSSC)的非线性鲁棒H∞控制策略研究

为了提高静止同步串联补偿器(SSSC)的稳定性和灵活性,同时考虑到SSSC直流侧储能电容电压的动态调节过程以及各状态量之间的相互作用,建立了含不确定性干扰参数的SSSC五阶动态仿射非线性系统数学模型。在鲁棒H∞控制方法的基础上,利用SDM反馈线性H∞方法设计出了系统的非线性鲁棒控制器。针对设计过程中的Riccati方程,利用Matlab鲁棒控制工具箱,求解得到控制器的具体控制参数。利用Matlab进行系统的建模仿真,通过与传统的非线性最优控制系统的仿真效果对比,验证了该控制器在提高电力系统稳定性上的有效性和优越性。     

链式STATCOM反馈线性化控制方法的研究

链式静止同步补偿器(STATCOM)是一个强耦合、非线性系统。针对链式STATCOM控制方法的问题,对星形连接方式下的链式STATCOM进行数学建模,并详细推导了反馈线性化控制方法下的反馈线性化控制规律,给出了系统控制框图及其具体的控制器参数设计。将反馈线性化控制方法与传统线性PI控制进行仿真和实验对比,结果表明反馈线性化控制方法具有更快的动态响应速度。针对电容电压平衡问题,采用电压外环和独立均压控制相结合的方法,使得电容电压无论在何种工况下均能保持固定值不变且相互平衡,同时通过仿真和实验验证,表明平衡策略的有效性。     

静止同步补偿器的非线性鲁棒H∞控制

研究静止同步补偿器的非线性鲁棒控制器的设计.给出静止同步补偿器的动态模型,并针对模型的不确定因素及非线性,分两步设计系统控制器.首先应用微分几何方法对模型线性化,得到系统的精确线性化模型.然后针对上述线性化模型设计系统的鲁棒H∞控制器.应用线性化方法中的坐标变换和状态反馈得到静止同步补偿器的鲁棒控制.最后给出一个仿真研究结果.     

基于反馈线性化方法的励磁系统非线性H∞控制研究

本文提出了一种基于微分几何反馈线性理论的非线性Ｈ∞控制设计方法,并对这种方法的干扰抑制性能给予了讨论。同时依据这种方法设计了励磁系统的非线性Ｈ∞控制器,并证明该控制器具有鲁棒最优性。     

基于反馈线性化STATCOM控制系统仿真研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)具有非线性、强耦合的特点。针对该设备传统线性控制理论的设计方法难以实现,因此首先分析了系统数学模型,利用反馈线性化方法将STATCOM进行有功电流和无功电流解耦。再根据线性控制理论对线性系统设计控制器,线性系统输入的有功电流给定值由直流侧电压外环产生,无功电流给定值由电网无功功率外环产生。由此可实现对STATCOM直流侧电压与电网侧无功功率进行控制。对比了接入STATCOM装置前后对系统无功功率补偿效果;以及负荷无功发生变化时,无功补偿装置无功控制效果。仿真结果表明,所设计的控制系统对电网无功功率的控制效果比较理想,能够保证负荷消耗无功由无功补偿装置提供。     

混合磁悬浮系统的H_∞控制器设计

鲁棒H∞控制通过引入3个加权函数矩阵,有效抑制了外界扰动和模型不确定性对控制性能的影响,从而使控制器具有鲁棒性。在分析了系统动态模型的基础上,通过合理选择加权函数,设计了混合磁浮系统的H∞控制器,并进行了仿真研究。仿真结果表明:与传统的比例-积分-微分,即PID控制器相比,采用鲁棒H∞控制理论设计的混合磁悬浮系统控制器有较好的动态性能、较快的响应速度和较强的鲁棒性。     

基于精确反馈线性化方法的SSSC非线性控制器

抑制电力系统功率振荡是静止同步串联补偿器的重要作用之一,考虑了静止同步串联补偿器(static synchronous seris compensator,SSSC)直流侧电容电压的动态调节过程以及各变量间的相互作用建立了SSSC的多变量仿射非线性模型,在此模型基础上,用精确反馈线性化方法设计了SSSC的非线性多输入多输出控制器。该控制器不仅能快速抑制系统功率振荡,还能使直流侧电容电压保持恒定。Matlab仿真结果验证了模型的有效性表明,所设计的控制器能有效地阻尼系统的功率振荡。     

基于鲁棒H∞控制的永磁直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制的研究

高速、高精直线伺服系统要求实现对速度的快速精确跟踪,但是,由于模型的非线性和变量间的耦合给系统控制带来困难.在高速、高精速度跟踪控制中,电流和速度的变化过程在时间尺度上相对接近,不能简单地采用磁场定向矢量控制方法实现静态解耦,否则电流和速度间的非线性耦合将破坏速度跟踪品质.因此,采用状态反馈线性化方法来实现永磁直线同步电动机(PMLSM)模型的精确线性化和动态解耦.利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.通过设计鲁棒H∞控制器来实现速度跟踪控制.仿真结果表明该方案PMLSM伺服系统具有良好的鲁棒速度跟踪性能.     

基于鲁棒H∞控制的静止同步补偿器研究

静止同步补偿器(STATCOM)可以快速灵活地调节无功传输,提高电压稳定性。为解决实际系统中关键参数未知且系统受到不可测量干扰问题,在考虑负载支路的基础上,建立包含不确定参数和外部干扰的数学模型,用四阶状态方程描述STATCOM系统的动态特性。根据系统的性能要求选取混合灵敏度设计中的加权函数,计算广义被控对象的状态空间实现。最后利用Matlab鲁棒控制工具箱,通过解Riccati方程,得到H∞控制器。仿真结果表明,该控制器具有良好的补偿特性,同时对参数变化和外部扰动具有较强的鲁棒性。     

SSSC非线性控制的直接反馈线性化方法

考虑了静止同步串联补偿器（SSSC）的逆变器输出交流侧电压幅值和相位的动态调节过程及其直流侧电容电压的动态变化过程，建立了SSSC的的三阶动态模型，并用直接反馈线性化方法设计了SSSC与发电机励磁的协调非线性控制器，由于采用了动态反馈补偿，因而所设计的控制器对系统运行方式的变化具有很强的鲁棒性，该文还利用MATLAB的动态仿真环境Simulink及其S＿Function编程技术建立了相应控制系统的仿真模型，并基于该模型对系统的暂态行为以及输电线路有功功率的调节过程进行了仿真，仿真结果表明，所设计的控制器能有效地对线路有功功率进行控制，并能显著地改善电力系统的暂态稳定性。     

基于免疫的永磁同步电动机H∞鲁棒控制器设计

针对永磁同步电动机伺服系统中存在的模型参数不确定性和负载扰动问题,采用H∞混合灵敏度设计鲁棒控制器.将加权函数作为设计参数,这样控制系统的设计就可以表示为多目标优化问题,该文采用免疫算法来求解.在搜索到合适加权阵基础上,利用MATLAB得到H∞最优控制器.     

含静止同步补偿器的单机系统综合控制器设计

针对含静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的单机无穷大系统的特点,提出了一种新的控制器设计方法.首先建立了考虑发电机汽门调节系统、励磁系统的含STATCOM的单机无穷大系统5阶多变量3输入3输出的非线性数学模型;在此模型的基础上,运用动态逆系统方法完成系统模型的解耦与线性化,构造出3个相互独立的单输入单输出伪线性系统,并应用变结构控制理论分别设计子系统控制器;最后,在MALAB中编写M函数仿真程序,并与在相同数学模型、相同电路参数条件下的最优控制结果相比较.结果显示,提出的控制策略更能有效提高系统的暂态稳定性能,证实了该控制策略的有效性和优越性.     

高压巡检机器人H_∞鲁棒控制器设计

针对巡检机器人易受恶劣作业环境及各种扰动影响难以控制的问题,基于机器人的动力学方程,通过设计合理的控制力矩,推导出机器人在有扰动情况下系统误差的状态空间模型,基于此模型利用线性矩阵不等式(LMI)和H_∞理论对机器人进行了鲁棒控制分析,设计了机器人鲁棒H_∞控制器,给出了H_∞控制器存在的条件和求取方法,求出了机器人的状态反馈控制器,最后在Matlab/Simulink环境下对机器人的机械臂进行了轨迹跟踪仿真,结果表明本文所设计的鲁棒控制器能够满足巡检机器人机械臂响应快速、跟踪准确、系统稳定、抗扰动效果好的设计要求。     

基于最优H_∞的静止同步补偿器控制

针对Riccati方程的处理方法中需要人为确定参数的困难,提出了一种基于最优H∞的静止同步补偿器控制策略,将控制问题转化成一个线性矩阵不等式系统的可行性问题。首先推导了静止同步补偿器的数学模型,然后考虑了电网中存在的系统噪声的影响,设计的控制器可以抑制噪声干扰。最后对静止同步补偿器应用进行了仿真,验证了所设计的控制器的有效性。     

多机电力系统H∞滑模分散鲁棒励磁控制器设计

针对电力系统鲁棒励磁控制模型的非线性和不确定性等特点,提出了一种应用于多机电力系统的抑制不完全满足匹配条件干扰的分散鲁棒励磁控制律。首先通过反馈线性化技术预设反馈控制律将多机系统分散解耦,且控制律中均为本地可测量量,并对解耦后的系统设计了H∞滑模励磁控制器(HSMEC)。最后根据实际电力系统对暂态稳定和静态稳定的要求,结合HSMEC和线性最优励磁控制(LOEC)的优点,设计了HSMEC LOEC综合励磁控制器。仿真结果表明,所设计的控制器能够快速有效地稳定电力系统,且具有良好的动态性能。     

基于状态反馈精确线性化变结构控制的SSSC控制器设计

提出一种基于状态反馈精确线性化变结构控制的静止同步串联补偿器(SSSC)控制器设计方法.考虑到SSSC交流侧电压幅值和相角以及直流侧电容电压的动态调节过程,建立了SSSC在同步旋转dq坐标系下的非线性数学模型,在此模型的基础上,采用状态反馈精确线性化方法将原非线性系统转化为线性系统.然后,应用变结构控制原理设计SSSC控制器,同时通过PI控制稳定直流侧电容电压.最后,利用MATLAB仿真软件搭建了装设有SSSC的110kV输电系统的仿真模型,仿真结果表明了所设计的控制器能够很好地根据需求来改善电网输电能力,具有良好的暂态控制性能.     

基于燃料—汽压系统H_∞控制器的设计

针对燃料—汽压模型采用H_∞控制理论设计了一种鲁棒控制器。根据超临界机组对象特性试验建立燃料—汽压模型,将H_∞控制器的设计归结为H_∞混合灵敏度问题,合理地选择了加权函数,得到了H_∞控制器,从奇异值的角度深入分析了H_∞控制器的控制效果,并把H_∞控制器与传统PID控制器进行比较,仿真结果表明,运用H_∞控制理论设计的燃料—汽压控制器有更好的给定值跟随性和鲁棒性。     

静止同步补偿器精确反馈线性化滑模控制研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的传统滑模控制方法结合了其他的线性控制方法,使得控制参数调节麻烦,不能达到滑模控制的良好效果,针对该问题提出了STATCOM输入状态精确反馈线性化的滑模控制策略,通过计算得到合适的输出函数,将原非线性模型全部转化为Brunovsky标准型,然后对Brunovsky标准型设计了滑模控制的滑模面和控制律并转化到原系统中,采用Lyapunov函数检验了系统的稳定性。最后,仿真验证了该控制器改进了传统滑模控制结合线性控制的缺陷,对系统变化的反应更灵敏。