用于TCSC阻抗控制的单神经元自适应PID控制方法

可控串补(TCSC)的阻抗控制是整个串补装置成功与否的关键,而P1D控制是最为常用的阻抗控制方法.分析了常规PID控制在命令阻抗从同一阻抗阶跃到不同阻抗时鲁棒性不好的原因,探讨了PID参数在线调整的必要性.通过大量的数字仿真,总结出了PID控制参数与命令阻抗的规律:PID控制参数与阶跃响应前的阻抗状态无关,而与命令阻抗有关;闭环PID控制应作用于响应特性较慢的高阻抗运行区,命令阻抗越大,控制器的积分和微分环节作用越应加强,比例环节的作用越应减弱,命令阻抗越小,控制器的积分和微分环节的作用越应减弱,比例环节的作用越应加强.提出了用于TCSC阻抗控制的单神经元自适应PID控制方法.该方法通过自适应神经元对PID参数进行调整,与常规PID控制的仿真结果比较表明,该方法具有较好的鲁棒性,适用于不同的命令阻抗,具有较强的实用性.     

用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法

分析了常规PID控制应用于可控串补(TCSC)的阻抗控制时在TCSC的命令阻抗从不同阻抗阶跃到同一阻抗的情况下其鲁棒性差的原因,借鉴生物免疫系统的免疫响应调节机理,提出了一种用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法,该方法不改变传统PID控制器的结构,其中的免疫反馈响应速度可通过调整控制系统自身的参数进行调节,因而具有较强的实用性.免疫反馈PID控制与常规PID控制的仿真比较结果证明,文中提出的控制方法在响应各种阻抗阶跃命令时具有较小的超调量和较快的响应速度,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,能满足实际工程的要求.     

可控串联补偿阻抗控制策略研究

提出触发角修正反馈阻抗控制策略,与常规阻抗误差反馈修正命令阻抗的方式相比,避免了每次修正后都需查表求触发角,提高了底层响应速度.可控串联补偿(TCSC)采用非线性控制方法进行阻抗闭环控制效果最佳,但所需数据量大,实现困难.设计触发角修正变结构PID阻抗控制器:在测量阻抗第1次到达或接近命令阻抗之前,积分环节参数为0,即为PD控制器;之后则投入积分环节,恢复为PID控制器.当TCSC从不同的阻抗值阶跃到同一阻抗值时,误差累加器的值接近,从而可以得到非常接近的控制效果.数字仿真和动模实验结果表明该控制策略超调小、响应速度快,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,且结构简单,易于工程实现.     

用于TCSC阻抗控制的变参数PID方法

TCSC阻抗控制是实现TCSC其他控制功能的基础。为较好地实现TCSC阻抗控制,采用数字仿真的方法,对TCSC详细模型进行了研究,找出了阻抗控制的规律,提出了用于TCSC阻抗控制的变参数PID方法。该方法克服了传统PID控制器的缺点,有较强的鲁棒性,可适用于不同的命令容抗。通过在实际工程的仿真计算,证明该方法具有良好的阻抗控制效果。     

基于反馈线性化的TCSC非线性PID控制

非线性比例积分微分(PID)控制是一种利用非线性跟踪-微分器和非线性组合的方法对线性PID控制器进行改进的新型控制策略,它具有不依赖于被控系统模型的特点,对系统工作点和网络结构的变化具有良好的鲁棒性,而且结构简单、易于实现。在反馈线性化的基础上,将非线性PID理论应用到可控串补(TCSC)的控制器设计中。仿真结果表明:设计的控制器较常规控制器对系统运行具有更好的适应性和鲁棒性。     

模型预测控制在电厂过热汽温系统中的仿真研究

针对火电厂过热汽温的动态特性,在PID串级控制方案中引入模型预测控制结构,副环采用常规PID控制,快速抑制进入系统的干扰,主环采用动态矩阵控制(DMC),抑制对象的大迟滞特性,以获得优良的跟踪性和鲁棒性。这种控制策略综合利用了预测控制的性能优点和串级控制的结构优点,仿真结果表明,该方法比常规PID串级控制更能有效地克服系统时滞、模型失配和干扰等未知影响,并且有较高的控制精度和较强的鲁棒性,可获得满意的控制效果。     

基于专家神经网络PID控制器的可控串补装置

针对可控串补(TCSC)阻抗控制中常采用的传统PID控制器的阻抗响应时间长、稳态误差大的缺点,提出了专家神经网络PID阻抗控制方法。仿真结果表明,专家神经网络PID控制器能提高TCSC阻抗跟踪性能,具有控制精度高、稳定性好、鲁棒性强和进入稳定状态快的特点。此控制器适用于不同的参考阻抗,具有较强的实用性。     

DMC-PID串级控制在火电厂过热汽温控制中的应用研究

根据火电厂过热汽温的动态特性,将先进的预测控制算法和PID控制算法相结合,构成DMC-PID串级控制系统。利用DMC预测控制算法的鲁棒性强及PID控制算法抗干扰性能好的优点,在Matlab平台上进行了仿真,结果表明该控制策略具有明显优于常规PID串级控制的性能。     

变论域模糊自整定PID控制在主汽温系统中的应用研究

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大延迟和时变等特性，采用常规PID串级控制方法难以获得满意的控制效果。通过引入变论域模糊控制原理来整定PID参数，从而实现了变论域模糊自整定PID控制。它充分综合了变论域模糊控制、PID控制的优点。通过对锅炉过热蒸汽温度控制系统的仿真研究表明，变论域模糊自整定PID串级控制的控制效果优于常规的PID串级控制，能适应对象参数的变化，具有较强的鲁棒性和自适应能力，控制品质好。     

同步发电机的串级非线性PID励磁控制

将一种非线性PID控制方法和串级控制思想引入发电机的励磁控制。跟踪—微分器和 基于非线性度α变换组成的非线性PID控制,改善了常规PID控制器受一点线性化影响产 生的稳定范围局限性。串级控制有效地实现了功角稳定和机端电压稳定的统一。通过对单机 无穷大系统的数值仿真表明,该励磁控制方式鲁棒性强,控制品质好,有利于提高系统的暂 态稳定性。     

TCSC模糊PID控制器的研究

控制器的优劣将直接影响FACTS(灵活交流输电系统)性能的发挥,因此,对控制系统的研究一直是FACTS技术的重点,可控串联补偿也不例外。文章总结了当前TC-SC(可控串联补偿)稳定控制策略与阻抗控制研究现状的基础,结合TCSC的基本运行特性及阻抗调节特性,在研究模糊控制以及PID控制基本理论的基础上,设计了TCSC的模糊自适应整定PID的阻抗控制器,克服了传统PID控制的不足,具有较强的鲁棒性,提高了控制质量。     

基于模糊PID阻抗控制的TCSC研究

设计了可控串联电容补偿装置(TCSC)的模糊自适应整定PID阻抗控制器,克服了传统PID控制的不足,具有较强的鲁棒性,使控制质量提高。结合逆系统方法和二次型最优控制理论,设计了双机系统的TCSC非线性最优稳定控制器。根据TCSC非线性最优控制器在线计算的容抗值作为命令容抗,通过模糊PID控制器使TCSC实现该命令容抗。仿真结果表明所设计的控制器有效地阻尼系统振荡,提高了系统的稳定性。     

TCSC与水轮发电机励磁和水门的多指标非线性协调控制

采用多指标非线性控制设计方法，对TCSC与水轮发电机的励磁和水门进行了协调控制设计。设计过程表明：多指标非线性设计方法能较好地解决多输入多输出高阶非线性控制系统的设计问题，并且对于具有非最小相位环节的水轮发电机非线性控制系统也能有效地解决其设计问题。文中所设计的多指标非线性协调控制律能有效地协调系统各状态量的动、静态性能，既提高了系统的稳定运行能力，改善了系统各状态量的动态响应特性，又能很好地保证机端电压、有功输出和TCSC阻抗这些反应系统输出特性状态量的控制精度。仿真结果表明：TCSC与发电机进行协调控制，有利于提高系统的稳定运行能力，因此，在一次系统电气特性允许的情况下，应考虑将TCSC的安装地点尽量选择在靠近发电厂一侧，以便实施TCSC与发电机的协调控制。     

基于电容电压同步信号的TCSC阻抗阶跃特性的研究

选择电容电压作为脉冲触发同步信号,对TCSC阻抗阶跃特性的电磁暂态过程进行了深入的研究。发现脉冲触发角阶跃变小(大)时,电容电压的周期时间也突然变小(大),使得TCSC的导通角不会随着触发角的阶跃变化而发生突变,而是经过一个振荡过程逐渐达到稳态值,进一步揭示了电容电压同步方式下阻抗阶跃特性会出现过冲和振荡现象的原因。最后提出了2种能够改善TCSC阻抗阶跃特性的脉冲触发控制方式,并借助数字仿真予以验证。     

特高压输电线路用新型TCSC方案及其控制策略研究

为了在1 000 kV特高压输电线路或有较大额定电流的750 kV输电线路上加装可控串补(thyristor controlledseries compensation,TCSC),解决目前TCSC中所需晶闸管阀通流能力不足的问题,提出了一种基于双阀控电抗器(thyristor controlled reactance,TCR)支路并联的TCSC实现方案,并对其控制策略进行了研究。通过对幅值相等控制策略下双TCR支路TCSC进行数学建模,设计了相应的阻抗控制环节和幅值相等控制环节,实现了相应的控制目标。仿真结果表明,提出的TCSC实现方案及其控制策略可行,适用于工程应用。     

基于非参数化模型的TCSC与SVC控制

考虑到电力系统实际应用中很难获得的网络拓扑和参数，使得FACTS控制器的参数化模型的建立与验证极为困难，提出采用采样调节器设计技术进行晶闸管控制串联补偿器（TCSC）与静功补偿器（SVC）的控制，以提高系统的暂态稳定水平。所采用的采样调节器设计技术只需事先获得系统的开环阶跃响应，完全建立在非参数化模型之上，它不但能保证闭环系统的稳定性和优越的动态性能，稳态零误差，而且对电力系统的非线性及运行点的变化具有足够的鲁棒性。最后，通过NETOMAC仿真软件在我国阳城－淮阴输电工程中进行了仿真验证，证明了所设计方案的有效性。     

开关磁阻电机的模糊分数阶PID控制算法研究

开关磁阻电机(SRM)的双凸极机械结构和开关工作特性,导致常规控制算法在其调速控制时,存在转矩脉动大、动态性能一般等问题。论文应用分数阶PID控制算法鲁棒性强和模糊控制不依赖于精确数学模型的优点,提出了一种基于模糊分数阶PID转矩控制算法。在适应SRM转矩控制模糊规则表的基础上,以转速偏差和偏差变化率为输入,通过模糊推理自适应调整分数阶PID控制器的比例系数、积分阶次、微分阶次,使SRM的转矩脉动较小。仿真结果表明该算法使开关磁阻电机的转矩脉动较小,动态响应好。