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。     

基于直接反馈线性化的非线性励磁控制器

本文把直接反馈线性化理论应用于同步电机励磁控制器的设计中，得出用化的非线性励磁控制规律，并用解析的方法证明了直接反馈线性化方法和微几何法可以得出完全相同的非线性励磁控制规律。在此基础上，本文提出了一种改进的非线性励磁磁控制规律，这种改进的励磁控制规律减少了所要量测的信号，而且使得信号的量测更加方便。仿真结果和动模试验表明了这种改进的非线性励磁控制规律的正确性和优越性。     

基于反馈线性化的非线性鲁棒协调励磁控制

提出了结合直接反馈线性化（DFL）和非线性鲁棒控制理论的协调励磁控制器设计方法。DFL从系统的输出方程出发,直接指定含输入量的方程为虚拟控制量,实现系统的线性化。非线性鲁棒协调控制在考虑了系统存在非线性、模型误差、不确定干扰等特点的同时,还考虑了由于负载或调速变化等因素影响时出现的发电机端电压偏移的问题,在以功角为控制目标的控制律中引入了发电机端电压反馈,从而解决了端电压可能存在的偏移问题。仿真分析显示,该控制律既能很好地提高发电机端电压控制精度,又能有效地提高发电机组的运行稳定性,并能对干扰进行有效地抑制。     

基于直接反馈线性化的非线性励磁控制的容错性研究

指出了以往的研究中在实现基于直接反馈线性化的非线性励磁控制的计算公式上的错误 ，并研究了反馈信号传感器故障给系统带来的影响，最后提出针对传感器故障的容错策略， 仿真表明效果良好。     

微机非线性励磁控制器的应用研究

非线性控制理论应用于电力系统稳定性的研究，已经引起了广泛的关注。但极少有在实际系统中应用的。文中针对采用直接反馈线性化理论设计的非线性励磁控制器，进行了全面的数字仿真动模试验和现场试验的研究，并在此基础上成功地使新研制的非线性励磁控制器进入实际应用，取得了很好的效果。     

多机电力系统非线性励磁控制的研究

本文根据励磁稳定控制中的非线性问题,应用微分几何控制理论,提出了多机电力系统发电机励磁非线性反馈解耦控制器的设计方法及相应的闭环非线性解析励磁控制规律。通过对六机系统的仿真结果表明,所设计的控制方式不仅可以有效地改善多机系统的动态响应,而且可以显著地提高多机系统的暂态稳定极限。与其它励磁控制方式相比,具有明显的优越性。     

基于Lyapunov稳定性理论的发电机非线性励磁控制研究

将Lyapunov稳定性理论用于电力系统的非线性励磁控制，推 导了实用的发电机非线性最优励磁控制规律。通过理论分析、计算机仿真和动模实 验，证实了该控制方式具有较强的鲁棒性，在系统参数或运行状态变化时都具 有良好的控制效果。而且，励磁控制规律的获得不必经过繁杂的数学推导，易 为工程技术人员所掌握，具有明显的实用价值。为电力系统的励磁控制研究开 辟了一条新的途径。     

二轴励磁同步发电机非线性最优励磁控制

研究了二轴励磁同步发动机的非线性最优励磁控制。考虑系统非线性特性推导出非线性成励磁控制规律,并与单轴及二轴励磁同步发电机线必成励磁控制进行了比较。仿真结果表明,本文提出的控制方案大大地改善了电力系统静态及暂态稳定性。     

GPS同步时钟用于电力系统非线性励磁控制

将ＧＰＳ同步时钟用于电力系统非线性励磁控制，基本思想是在全系统建立一个以ＧＰＳ同步时钟为基准的同步旋转参考系，从而测量各发电机转子相对于这一参考系的角度和转速，用它们作为输入量来进行控制，并将此控制方法以西北电网为例进行了仿真计算。     

同步发电机励磁非线性预测控制

介绍了一种新的非线性控制器设计方法,使用预测控制理论对非线性系统工将这种方法应用于单机－无穷大系统励磁控制,得到了一了以有功功率,角速率和机端电压作为变量的非线性系统的控制规律,仿真结果表明：该方法既能改善功能稳定性,又能改善发电机端电压的动态特比目前认为较好的微分几何等方法更有效,更实用。     

基于输入对状态反馈线性化的非线性励磁控制

将输入对状态反馈线性化的思想应用于发电机励磁控制系统,得出了一套实用的发电机非线性励磁控制规律,应用此方法和采用状态反馈精确线性化的方法推导出的非线性控制规律具有一致性,且比基于微分几何理论的状态反馈精确线性化方法更加简单实用。仿真证明该文提出的非线性励磁控制器在系统发生大扰动时比常规的AVR+PSS更能抑制系统的振荡,对增强系统稳定性具有一定作用。     

基于输入对状态反馈线性化的非线性励磁控制

将输入对状态反馈线性化的思想应用于发电机励磁控制系统,得出了一套实用的发电机非线性励磁控制规律,应用此方法和采用状态反馈精确线性化的方法推导出的非线性控制规律具有一致性,且比基于微分几何理论的状态反馈精确线性化方法更加简单实用.仿真证明该文提出的非线性励磁控制器在系统发生大扰动时比常规的AVR+PSS更能抑制系统的振荡,对增强系统稳定性具有一定作用.     

非线性励磁控制设计方法

非线性系统的几何结构理论在近十几年内有了很大发展，并已被应用到多机系 统发电机励磁控制的设计中。本文在此基础上，通过引入一个附加的状态变量 ，用于解决非线性励磁控制律中功角不易测定这一问题，给出了一种易于实现 的非线性励磁控制规律。通过一个单机无穷大实验系统的动态模拟实验，表明 该方法不仅有效地改善了系统的动态响应，而且显著地提高了系统的静态稳定 极限。     

采用输出反馈方式的电力系统非线性励磁控制

现有的电力系统非线性励磁控制器多基于状态反馈设计,需要测量同步发电机的转子角和部分变量的微分,并且控制器以发电机相对转子角驱至参考值为控制目标,在系统的网络参数或运行方式变化时无法维持机端电压恒定。采用输出反馈的方式提出一种新的非线性励磁控制器设计方法。分别针对单机无穷大系统及多机系统,对系统的非线性数学模型提出了新的变换方法,将其转换为以机端电压偏差、角速度偏差和有功功率偏差为状态变量的不确定线性系统,进而应用一种基于线性矩阵不等式（linear matrix inequality,LMI）的鲁棒控制理论设计出控制器。该控制器不需要测量发电机转子角及任何变量的微分,不依赖于电力系统某个特定运行点,能适应系统网络参数与运行方式变化,较好地抑制扰动并实现机端电压调节功能。仿真结果验证了所得结论。     

同步发电机非线性PID励磁控制

本文将一种非线性ＰＩＤ控制引人发电机励磁控制，这种控制方式既保留了非线性ＰＩＤ控制的结构简单，易于实现，鲁椿性较强的优点，同时又克服了线性ＰＩＤ控制效果受线性化模型限制的缺点。计算机仿真结果表明，与线性化最优发电机励磁控制相比，非线性ＰＩＤ控制器对于同步发电机运行点变动的适应范围要宽得多，所设计的控制规律显著地改善了电力系统暂态过程的动态响应。     

多机电力系统的非线性PID励磁控制

将非经恶性循环ＰＩＤ控制引入多机电力系统励磁控制,这种控制方式既保留了线性ＰＩＤ控制的结构简单、易于实现、鲁棒中的优点,同时又克服了ＰＩＤ控制效果受线性化模型的缺点,计算机仿真结果表明,非线性ＰＩＤ控制器在不考虑多机之间参数协调的情况下,与发电机线性化最优励磁控制相比,控制效果相似,所设计的控制规律显著地改善了电力提态过程的动态响应。     

非线性励磁控制中输出函数对系统性能的影响

发现在进行非线性系统的非线性控制设计时，状态方程中输出函数的选取对线性化以后系统状态方程的形式有很大的影响，进而影响到所设计的控制器性能。在此研究结果的基础上，改进了电力系统非线性控制器的设计方法，可以在统一的非线性控制设计框架下同时对多个状态量的性能指标提出要求，兼顾受控系统多个状态量的响应特性，使系统的动态性能和静态性能能够很好地协调，实现高性能的非线性控制。将改进的设计方法应用于发电机组的励磁控制，采用逆系统非线性控制原理设计了一种具有综合性能指标的非线性励磁控制规律。将所设计的多指标非线性励磁控制律用于单机无穷大电力系统的同步发电机组中进行仿真实验，其结果表明所提出的控制器不仅能明显地提高发电机的动态稳定性，而立能准确地将发电机的端电压控制在其给定值上运行，不会因受扰而发生偏移。     

U型非线性抗扰励磁控制律设计

提出了一种以发电机端电压偏差（∑Ｕｆ）为控制目标的非线性励磁调节器设计方案。所设计的非线性励磁控制律的动、静态两方面的性能均优秀,能有效地抑制机械功率对发电机端电压的扰动,且调压措施明确,是一种较适用于工业实用的非线性励磁控制律。     

基于耗散系统实现电力系统励磁鲁棒非线性控制

对单机无穷大系统，通过适当的坐标变换，基于耗散系统的概念，提出了一种新的通过干扰抑制实现的励磁鲁棒非线性控制策略，在实现过程中不需要任何线性化方法．该控制策略可提高系统对动态不确定性的鲁棒性，可抑制干扰对系统的影响．仿真结果表明，提出的励磁控制策略可提高电力系统暂态稳定性．