提高电力系统小干扰稳定性的全状态H_∞控制器

为了研究电力系统小干扰稳定分析和控制的有效方法,建立了多机系统小干扰稳定的鲁棒分析和控制模型,应用H∞理论分析多机系统小干扰稳定问题,提出用系统的H∞范数作为系统小干扰稳定裕度的指标,并提出了多机系统全状态H∞控制器的设计方法。对一个4机2区域测试系统进行了仿真,设计了该系统的全状态H∞控制器,并从系统的特征值和振荡模式的阻尼比、系统广义阻尼和系统H∞范数等方面评估和比较手动励磁控制、线性最优控制和H∞控制的综合性能。结果表明,系统H∞范数能够准确衡量系统小干扰稳定裕度,而全状态H∞控制器比现有的控制技术能够为系统提供更强的阻尼,提高系统的小干扰稳定性。     

提高电力系统小干扰稳定性的全状态H_∞控制器

为了研究电力系统小干扰稳定分析和控制的有效方法,建立了多机系统小干扰稳定的鲁棒分析和控制模型,应用H∞理论分析多机系统小干扰稳定问题,提出用系统的H∞范数作为系统小干扰稳定裕度的指标,并提出了多机系统全状态H∞控制器的设计方法。对一个4机2区域测试系统进行了仿真,设计了该系统的全状态H∞控制器,并从系统的特征值和振荡模式的阻尼比、系统广义阻尼和系统H∞范数等方面评估和比较手动励磁控制、线性最优控制和H∞控制的综合性能。结果表明,系统H∞范数能够准确衡量系统小干扰稳定裕度,而全状态H∞控制器比现有的控制技术能够为系统提供更强的阻尼,提高系统的小干扰稳定性。     

一种新型的鲁棒非线性励磁控制器

综合运用控制领域的新成果：反馈线性化方法和线性Ｈ∞控制原理，本文提出了一种鲁棒非线性控制器设计的新方法，并把这种设计方法用于电力系统鲁棒非线性励磁控制器的设计中。由于既考虑了电力系统的非线性特性又顾及了干扰的影响，所构造的励磁控制器不仅具有较好的内部稳定性而且对扰动和不确定因素有很强的适应能力。计算机仿真研究结果表明，与以往的励磁控制器相比，这种鲁棒非线性励磁控制器可以更好地提高系统的稳定性，并改善系统的动态特性。     

分散H2／H∞鲁棒控制的LMI方法

应用线性矩阵不等方法研究大系统分散Ｈ２／Ｈ∞控制问题。首先描述了分散Ｈ２－Ｈ∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散Ｈ２／Ｈ∞状态反馈控制器的参数化定理和两种基于ＬＭＩ的设计方法：直接ＬＭＩ方法和迭代ＬＭＩ方法。所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定且能优化闭环系统的Ｈ２／Ｈ∞性能指标。作为该方法的推广,也探讨了分散Ｈ∞控制器的设计问题,最后用示例说明了两种方法应用。     

大型汽轮发电机组的最优综合控制及其在动态模拟系统上的试验研究

本文探讨了远距离输电系统中大型汽轮发电机组的最优综合控制问题。文中提出的这种按线性最优控制理论设计的综合控制器把励磁控制与汽门控制二者结合了起来。不仅从分析计算上，而且通过电力系统动态物理模拟的实验证明了，所设计的综合最优控制器，与发电机同时具有电液调速器及ＰＳＳ励磁控制器的方案相比，在小干扰作用下，前者比后者提供了较好的阻尼；在系统遭受大干扰的冲击下，前者对暂态稳定极限的提高和对动态响应的改善尤为显著。     

分散H_∞状态反馈鲁棒控制设计——LMI方法

应用线性矩阵不等式（ＬＭＩ）方法研究了大系统分散Ｈ∞控制问题．首先分析了分散Ｈ∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散Ｈ∞状态反馈控制器的参数化定理和一种基于ＬＭＩ的迭代求解方法．把反馈增益的设计条件转化为一个双仿射矩阵不等式,用ＬＭＩ迭代算法求解分散控制器,并用实例说明了该方法的应用．结果表明,所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定,且使其Ｈ∞范数小于１．     

水轮发电机组H∞状态反馈综合最优控制系统

根据实际工程应用的特点，改进了Ｈ_∞状态反馈控制的算法，并给出了一种选择Ｈ_∞权矩阵的方法；以此为基础设计及研究了一种能综合控制水轮发电机组的励磁和导叶开度，集励磁调节器、调速器功能于一体的综合控制系统．结果表明，该控制器在基本不影响系统响应性能的情况下，能明显地改善系统的鲁棒性．     

基于单个神经元的线性最优励磁控制器

线性最优励磁控制采用固定反馈增益矩阵来完成对发电机在电力系统运行时的控制,由于发电机功角特性的非线性,因而在不同运行点是不能一直满足最优控制的目的。提出了一种基于神经网络的线性最优励磁控制器,将两者的优点结合在一起,利用神经网络在在线调整控制变量,使同步发电机在不同运行点的动态,暂态稳定性能始终保持最优控制效果。     

时滞系统H∞控制的状态空间方法

介绍时滞系统Ｈ∞控制的状态空间方法，首先给出时滞系统Ｈ∞控制问题，然后基于Ｒｉｃｃａｔｉ方程的解，分别导出了基于状态反馈和输出反馈Ｈ∞控制器及其存在的条件，详细地阐述了时滞系统Ｈ∞控制器设计的基本思路。     

神经网络逆系统非线性励磁控制器的设计

利用逆系统方法,设计出同步发电机非线性励磁控制律,并加入系统中.把控制与过程状态样本作为非线性导师信号,以训练神经网络控制器,设计一种基于BP神经网络的非线性励磁控制器.仿真结果表明,对于小干扰,神经网络控制器和逆系统控制显示出相同的控制效果;而对于大干扰,两种控制方式的暂态响应曲线也基本相同.逆系统控制与其训练出的神经网络控制器控制,都显示出基本相同的暂态和稳态性能,但神经网络控制比逆系统控制具有控制规律简单,以及实时性、可靠性和鲁棒性好的特点.     

一类基于T-S模糊模型的非线性广义系统的鲁棒H_∞控制

目的解决一类时滞T-S模糊广义系统的鲁棒H∞控制问题.方法利用Lyapunov函数方法、矩阵缩放理论以及线性矩阵不等式(LM I)技术研究了一类基于T-S模糊模型的非线性广义系统的鲁棒H∞控制.结果首先给出了基于观测器的H∞控制器存在的充分条件,保证了闭环系统是容许且具有H∞性能.通过矩阵缩放理论把这个充分条件表示成了线性矩阵不等式形式,得到了H∞控制器设计方法.结论在系统状态未知并且具有时滞和干扰情况下,所提出的方法很好地解决一类基于模糊模型的非线性广义系统的鲁棒H∞控制问题,通过一个数值算例说明了所提方法的有效性和可行性.     

基于线性变参数H∞反馈的机器人迭代学习控制器设计

提出了一种基于线性变参数（LPV）H∞反馈的迭代学习控制器,用于不确定性机器人的高精度轨迹跟踪,此控制器包括反馈部分和前馈部分,其中反馈部分设计为LPVH∞控制,前馈部分设计为高阶PD型迭代学习控制,在满足一定的收敛条件下,证明了该控制器的跟踪误差界正比于系统初始误差系统输出干扰项界,仿真结果不仅验证了此控制器随机器人关节位置变化始终具有干扰衰减、鲁棒稳定的性能,而且还验证了此控制器具有高精度轨迹跟踪的性能。     

基于线性参数变化增益调度H∞控制的谐波干扰抑制

给出了一种基于线性参数变化增益调度H∞控制器的设计方法，该方法是通过对谐波于扰信号建模，并将其与被控对象结合形成以谐波干扰频率为变化参数的线性参数变化系数，采用基于单个二Lyapunov函数的方法设计了相应的线性参数变化增益调度H∞控制器，使得控制器具有可实现性及相应的性能，由于所设计的控制器参数能够随干扰频率变化进行调度并能满足要求的性能指标，因此实现了对所有已知变化频率谐波干扰的有效抑制，与传统的基于插值方法设计的增益调度控制器相比，该控制器的结构简单，易于实现，其闭环系统拴局稳定性能够得到保证，通过数值仿真并与线性二次高斯（LQG）和一般的H∞控制结果比较，验证了文中方法的有效性。     

不确定模糊系统的有限时间鲁棒H_∞控制

讨论了一类不确定非线性模糊系统的控制问题,针对能量有界的输入干扰,设计了基于状态反馈的有限时间鲁棒H∞控制器。基于鲁棒控制理论,通过对状态反馈系统的分析,提出了使得系统既符合有限时间稳定又满足H∞控制指标的控制器存在条件。结合构造的Lyapunov-Krasovskii函数和线性矩阵不等式理论,给出了控制器存在的可行性描述。基于有限时间稳定性理论设计的鲁棒H∞控制器,使系统具有有限时间稳定,抑制干扰强,满足给定范数指标的特点。仿真实例说明了该设计方法的有效性。     

线性大系统的分散协同H_∞状态反馈控制

针对一类由N个子系统构成的线性关联大系统,研究其可分散H∞控制时关联矩阵应该满足的条件.在此基础上,对于具有一般性关联作用的线性大系统,采用多级控制方法设计其分散协同H∞控制器.多级控制是一种两步控制器设计方法.首先对大系统进行分解,针对每个子系统使用H∞优化算法设计状态反馈;然后,对于子系统间的关联作用,使用结构摄动技术设计协同控制器,从而减小关联作用的影响,改进整个系统性能.这样得到的多级控制器不仅可使整个闭环大系统内稳定,能够满足H∞性能,而且工程上便于实现.     

采用输出反馈的执行器饱和跳变系统H∞控制

针对一类具有饱和执行器的马尔可夫跳变系统的H∞控制问题,提出一种基于模态跳变的动态输出反馈控制器的设计方法,并在保证闭环系统随机稳定的基础上,设计出了动态输出H∞控制器.通过将非线性饱和约束转化为特殊的线性约束,使具有饱和执行器的控制器求解问题转化为线性约束控制器的求解问题,利用位于闭环系统吸引域内的不同模态下椭圆不变集的交集来保证系统的随机稳定性,此时控制器的求解可等效为线性矩阵不等式的可解性问题.采用该设计方法设计的动态输出反馈H∞控制器能够保证闭环系统随机稳定,并且满足一定的H∞衰减水平.数值仿真结果表明,所设计的控制器使得闭环系统在椭圆不变集中的初始状态随机稳定,同时系统对干扰有很强的抑制能力.     

非线性扰动的时滞广义大系统的鲁棒稳定与H_∞控制

针对一类非线性扰动的时滞广义大系统,研究其鲁棒H∞混合反馈控制器的设计问题.基于有界实引理,应用线性矩阵不等式方法,构造Lyapunov函数,进而得出条件使得不确定广义大系统渐进稳定并且可以解得H∞混合控制器.求解对应的线性矩阵不等式(LMIs)可以得到所需的鲁棒H∞控制器,使在控制器作用下的闭环系统渐进稳定,且满足了一定的性能指标,并且抑制了干扰的影响.     

线性系统的H∞／L2鲁棒控制问题及其简化

本文研究具有参数不确定性的线性系统的鲁棒性控制问题，提出并证明了不确定系统在Ｈ∞边界约束下使Ｌ２指标最小的充分条件，由此导出Ｈ∞／Ｌ２综合方法可将参数摄动系统的鲁棒控制器的设计问题转化为其标称系统当干扰强度增大时的鲁棒控制器的设计问题。     

不确定模糊系统的有限时间鲁棒H∞控制

讨论了一类不确定非线性模糊系统的控制问题,针对能量有界的输入干扰,设计了基于状态反馈的有限时间鲁棒H∞控制器.基于鲁棒控制理论,通过对状态反馈系统的分析,提出了使得系统既符合有限时间稳定又满足H∞控制指标的控制器存在条件.结合构造的Lyapunov-Krasovskii函数和线性矩阵不等式理论,给出了控制器存在的可行性描述.基于有限时间稳定性理论设计的鲁棒H∞控制器,使系统具有有限时间稳定,抑制干扰强,满足给定范数指标的特点.仿真实例说明了该设计方法的有效性.     

线性大系统的分散协同H∞状态反馈控制

针对一类由N个子系统构成的线性关联大系统，研究其可分散H∞控制时关联矩阵应该满足的条件．在此基础上，对于具有一般性关联作用的线性大系统，采用多级控制方法设计其分散协同H∞控制器．多级控制是一种两步控制器设计方法．首先对大系统进行分解，针对每个子系统使用H∞优化算法设计状态反馈；然后，对于子系统间的关联作用，使用结构摄动技术设计协同控制器，从而减小关联作用的影响，改进整个系统性能．这样得到的多级控制器不仅可使整个闭环大系统内稳定，能够满足H∞性能，而且工程上便于实现．