非线性状态PI励磁控制器

利用扩张状态观测器将原来的非线性系统变换成线性系统，然后用状态PI控制器的设计思想设计了非线性状态PI控制器；并将其用于发电机励磁控制，以解决电力系统的强非线性和不确定性问题，避免了反馈线性化非线性励磁控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得控制规律与系统运行点和网络结构完全无关，同时控制器结构简单。仿真计算表明，非线性状态PI励磁控制器对系统运行点和网络结构变化具有良好的适应能力，可以有效地改善系统的稳定性。     

参数自适应模糊PID控制器及其在水电机组调速器中的应用

由于水电机组调速系统控制对象———水轮机的运行工况在不断变化，描述水轮机动态特性的数学模型及引水系统的模型参数时刻发生变化，常规PID控制的应用受到限制。文中引入了模糊控制理论，使用参数自适应模糊PID控制器替代常规PID控制器，通过仿真结果显示，对水电机组过渡过程的控制具有明显的效果。     

HVDC紧急功率支援自适应模糊控制器设计

研究了高压直流输电系统(HVDC)紧急功率支援控制的实现方法，提出了一种基于参数自适应模糊PID控制算法的HVDC紧急功率支援控制器，它可以根据两侧交流系统的运行情况、故障后的状态等信息，即时地决定最佳的支援功率值，并控制直流输电系统按照最佳支援功率值进行定值功率支援。该控制器基于确定模糊模型，构造模糊PID控制器，并引入确定性模糊调整规则对其进行参数自适应调整，整个控制器结构简单、稳定性强且实现容易。文中采用一个两区域系统对该控制器进行了时域仿真计算。仿真结果表明：投入该控制器后，交流系统在各种大干扰下的频率响应均表现出令人满意的特性。     

一种非线性自适应最优励磁控制器的设计

提出了一种非线性自适应最优励磁控制器。新的控制设计方法基于同步发电机的三阶双轴数学模型，其仅由代数运算实现的分散非线性反馈补偿律保证了系统在各种运行方式下具有足够的稳态调节精度。控制算法内置一个简单的在线自适应变增益策略以达到在各种工况下动态最优化控制的目的，通过求解闭环特征值优化问题来选取权矩阵的方法改善了系统受扰后的暂态响应性能。仿真计算结果表明，与传统的线性最优控制器相比，新的励磁控制器具有多方面优点。     

全局收敛的自适应预估控制器及其应用

基于广义误差积分约束函数，提出了一种具有全局渐近收敛的带有二阶惯性补偿器的模型参考自适应预估控制算法，并给出了体现算法中广义模型误差积分约束的实现形式。该自适应预估控制算法对于过程建模误差和过程干扰具有较强的鲁棒性，在带有热交换器调节的再热汽温控制中的成功应用，为自适应控制技术在火电厂大机组控制中的实际应用进行了有益的探索。     

利用多端统一潮流控制器阻尼多模态振荡

研究了多机系统中使用统一潮流控制器（UPFC）抑制电力系统多模态振荡的可行性。首先推导了作为UPFC概念延伸的多端统一潮流控制器（MUPFC）的非线性动态模型和线性化的Phillips-Heffron模型。利用UPFC和MUPFC具有多个控制回路的特点，提出在其多个控制回路上附加多个阻尼控制器来阻尼多模态振荡。通过模态分析，采用可控性指标对系统中的各个弱阻尼模态选取有效的控制回路，并设计了附加阻尼控制器。仿真结果表明，通过该方法确定的在一个UPFC或MUPFC上设置的多个附加阻尼控制器能够成功实现对电力系统多模态振荡的抑制。     

直流广域自适应阻尼控制器设计与RTDS实验

传统的阻尼控制器较难适应系统结构与运行方式的变化，导致电网的低频振荡现象仍然时有发生。设计了一种基于广域动态信息的自寻优自适应阻尼控制器。该控制器使用改进的Prony算法，在线分析得到系统弱阻尼区间振荡模式的阻尼比，并据此通过自寻优的方法调整控制器的参数。该方法避免了现有自适应阻尼控制方法中存在的系统降阶模型辨识的困难，其控制效果通过在南方电网直流调制中的仿真应用得到了验证。进一步，实现了该直流自适应阻尼控制器的软硬件系统，并在基于实时数字仿真器（RTDS）与广域测量系统物理装置的实验平台上进行了测试。闭环控制实验结果说明了此自适应策略的有效性及广域阻尼控制的可行性。     

具有水力联系的水电机组自适应模糊控制器

本文根据非线性条件下具有水力内联的水电机组特点,建立了非线性动态模型并设计了自适应模糊控制器。模型可较好地表达具有水力联系机组的可建模与不易建模特性;自适应模糊控制器专门用于几台机组共用一条压力引水管道水电厂的现地控制系统,在机组正常运行时可以保证其稳定,在任一台机组导叶开度急剧变化时能对另一台机组的状态进行补偿;并行运算方式可以使控制器取代数台独立分布于每台机组的常规PID水轮机调速器,从而为现代化水电厂控制提供一种新的解决方案。根据实际电厂的数据进行仿真,结果验证了自适应模糊控制器的有效性。     

基于神经网络的自适应电力系统稳定器

为彻底解决常规自校正控制器中受控系统参数难以识别的问题，提出了一种可以根据受控系统运行工况自动调整控制参数的新型自适应控制。在这种自适应控制中，人工神经网络被用来对受控系统的运行状态进行辨识。根据系统辨识的结果，控制器可按照传统PID控制器的设计原则自动调整控制器参数，达到最佳的控制效果。根据所提出的原理，设计了一种变参数自适应PID型电力系统稳定器（NNPIDPSS）。将设计的NNPIDPSS用于单机-无穷大电力系统和具有多模振荡特性的多机电力系统，仿真结果表明了其有效性。     

摊铺机自动调平系统模糊控制器的设计

针对沥青摊铺机自动调平系统,设计了一种基于单片机的模糊自适应PID自动调平控制器,并对系统先后进行了几种不同的控制策略仿真。仿真结果表明,fuzzy-PID控制算法的动态性能比PID和积分分离的PID控制性能要好,且具有较好的鲁棒性能。     

统一潮流控制器的非线性控制

通过独立控制线路的有功和无功功率，统一潮流控制器（UPFC）能够大大提高线路的传输能力。为实现这一目标，装置需要尽可能快的动态响应速度和稳定性。文中提出一种适用于UPFC装置的非线性控制策略，该控制器的理论分析基于同步旋转坐标系，充分考虑了UPFC模型的非线性特点，采用反馈精确线性化的方法进行分析。在此基础上设计得到的控制器较之传统的PI控制和解耦控制策略具有更好的稳定性和更快的动态响应。在EMTDC/PSCAD平台下的仿真结果验证了这种控制策略的优越性能。     

基于超导储能的暂态稳定控制器设计

设计了用于提高电力系统的暂态稳定超导储能（SMES）装置的非线性鲁棒控制器，并从数字仿真和动模实验两方面进行了验证。为了简化动态性能分析和控制器设计，在实验样机的基础上，提出了新的基于电流型变流器的SMES的动态模型，并将其转化为标幺制模型。通过外部干扰的引入，得到了装设SMES的单机无穷大系统的动态模型，并采用精确线性化方法和线性H_∞控制理论设计了SMES的非线性鲁棒控制器。为了验证该控制器的效果，对装设SMES单机无穷大系统进行了数字仿真和动模实验，并将其与常规PI控制器进行了比较。仿真和实验结果都证明了非线性鲁棒控制器具有良好性能。     

风力发电机组变桨距控制器的研究

针对风力发电机组在高风速下运行时输出功率不稳定的问题,提出了模糊自适应PID变桨距控制器的设计方案。以机组实际输出功率值与额定功率值的偏差及其偏差的变化率作为控制器的输入变量,确定模糊语言和隶属函数,基于Matlab/Simulink上对整个系统进行仿真。仿真结果表明模糊自适应PID控制器具有很好的控制精度和鲁棒性。     

水轮机调速器的智能非线性PID控制

将PID控制、非线性控制、仿人智能控制相结合，提出了一种智能非线性PID控制器，并讨论了其结构和算法。它在大误差时采用强比例、弱积分，小误差时采用弱比例、强积分控制，具有参数自适应和结构自组织的特点。对水轮机控制系统的仿真，智能非线性PID控制器具有响应速度快、超调量小的特点，可有效地改善水轮机调速系统的动态性能和鲁棒性。由于所述控制器的参数调谐和控制策略切换是基于控制误差进行的，因此易于在工程实践中实施。     

高压直流输电系统换流站鲁棒自适应输出反馈控制

针对高压直流输电系统，设计了一种鲁棒自适应输出反馈控制器。首先，将高压直流输电系统换流站动态模型转换成用输入-输出表示的非线性系统。然后，利用自适应非线性阻尼项来抑制系统的非线性动态不确定性和未知有界扰动，应用Lyapunov稳定性理论构造出控制器和自适应参数的表达式。Lyapunov稳定性分析结果表明，文中所提出的控制器保证了闭环系统的稳定性。最后，将设计的控制器应用到一个3机直流输电系统中，仿真结果表明，与传统的PI控制器相比较，文中控制器可大大提高系统的稳定性和鲁棒性。     

模糊自适应PID控制器在水轮机调节系统中的应用

本文针对水轮机调节系统的参数非线性、时变性和模型不确定性设计了一种基于模糊推理的参数自适应PID控制器,并用Matlab对该控制器的稳定性和鲁棒性进行了仿真。仿真结果表明该控制器具有理想的动态和稳态性能,超调量、过渡过程时间等控制性能指标均优于传统PID控制器,能够满足水轮机调节系统对参数控制的要求。     

模糊自适应PID控制器在水轮机调节系统中的应用

本文针对水轮机调节系统的参数非线性、时变性和模型不确定性设计了一种基于模糊推理的参数自适应PID控制器,并用Matlab对该控制器的稳定性和鲁棒性进行了仿真。仿真结果表明该控制器具有理想的动态和稳态性能,超调量、过渡过程时间等控制性能指标均优于传统PID控制器,能够满足水轮机调节系统对参数控制的要求。     

基于单神经元PID控制器在渠道自动控制中的应用

将基于单神经元自适应PID控制器引入到渠道系统自动控制中,它实现了PID控制中参数整定不依赖于渠道数学模型,且能在线依据渠道系统的动态信息调整PID参数,以满足适时控制的要求.通过Matlab软件的仿真,结果表明:采用基于单神经元自适应PID控制器,渠道运行响应加快,水位超调变小,适应性增强,且有更好的动态和稳态性能.     

风电机组的积分模糊滑模变桨距控制

针对变桨距风力发电机组具有参数变化、强干扰、建模困难等特性,设计出了一种积分模糊滑模变桨距控制器。通过在传统滑模控制器中采用状态变量代替误差项的导数并引入误差项的积分来设计切换函数,消除了传统变结构控制需要已知期望输出信号导数的假设;利用模糊推理动态地调节切换增益,并采用积分的方法对切换增益上界进行估计,避免了传统滑模控制器需要选取不确定因素上界,同时采用合适的连续函数来代替切换增益中的符号函数,有效地削弱了系统的抖振。仿真结果表明:该控制器应用在风速高于额定风速以上的变桨距控制系统中,对系统参数的不确定性和外部干扰均具有很强的鲁棒性,能够有效地改善风电机组变桨距系统的控制性能。     

基于数字信号处理器的自适应励磁控制器

提出一种以数字信号处理器（DSP）为工作平台的自适应最优励磁控制器（AOEC）。AOEC充分利用了DSP强大的计算处理能力，可以对发电机控制过程进行实时辨识，并将辨识参数代入离散的Riccati方程实时求解最优反馈增益,以得到最优控制输出。理论上，该控制器能够保证被控对象始终保持最优性能。单机无穷大系统的动模实验表明，AOEC具有良好的控制性能，在暂态过程中能够为系统提供足够的阻尼。同时讨论了自适应算法实用化过程中对辨识算法的一些改进措施。