基于逆系统方法的变速变桨距风机的桨距角控制

为优化变速变桨距风电系统的高风速区风电系统的风能捕获,基于奇异摄动理论和逆系统方法提出一种非线性的桨距角控制器.该方法将风电系统模型简化为一阶动态系统,并设计其逆系统与之级联.由于级联系统呈"伪线性",可由线性系统理论的相关方法设计其动态性能.理论分析和仿真实验证明了系统的稳定性.与传统的比例积分(PI)控制器相比,该非线性控制器可以减小风速波动所引起的风机机械转矩、转速和系统输出功率的脉动;与其他非线性控制器相比,该控制器更易实现和移植.     

基于模糊自适应控制的风电机组变桨距系统

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键。风力发电机组是复杂多变量非线性系统具有不确定性和多干扰等特点。本文采用基于模糊聚类算法的模糊自适应控制,通过建立风速模型和风力发电机组的运动方程,应用模糊自适应控制,在低于额定风速时控制风轮转速,获得最大的风能利用系数,在高于额定风速时控制桨距角的变化,保持输出功率恒定。仿真结果表明了文中方法的有效性。     

定桨距与变桨距两种风电机组在某地的功率曲线和发电量比较

在某地对定桨距及变浆距两种风电机组的功率曲线和发电量进行比较。变桨距风电机组的风能利用系数高,发电性能好,优越性比较明显。本文通过在某风电厂搜集了几十台风电机组的有关数据,重点对定桨距与变桨距两种风电机组的功率曲线和发电量进行了分析比较。     

刚体机构的鲁棒变结构控制

本文针对仅装备位置传感器的刚体机构,提出了一种新的鲁棒变结构控制算法。该算法克服了传统的变结构算法中由于过大的开关项系数而激发系统的未建模模态所引起的系统振动现象。重新定义的状态变量实现了观测器和控制器的解耦。在控制器中,对滑动误差的收敛速度进行控制的新概念被首次提出。在我校自行研制的“JTR-1”教学机器人上的实验,证明了这种算法良好的性能。     

对变桨距及定桨距叶片气动性能与功率控制方式的分析

通过对变桨距及定桨距叶片气动性能与功率控制方式的分析,结合风电场的实际情况,寻找出了风力机在安装运行中的问题,并提出了解决办法。     

含风电并网系统鲁棒区间优化调度

随着风电渗透率的不断增大,风电功率的不确定性对电力系统的安全稳定运行带来了极大的挑战。为应对风电功率的不确定性,增强电力系统的大规模风电消纳能力,建立了含风电并网系统鲁棒区间优化调度模型。求解该模型得到风电场的最大允许输出功率区间及常规机组的最优经济调度计划。通过引入风电场最大允许输出功率区间作为控制目标,可有效降低弃风量、减少常规机组输出功率调节频次。在IEEE-RTS系统中进行仿真,仿真结果表明该模型所得系统调度策略的鲁棒性及安全性最优。最后以省级电网实际数据进行实例分析,验证了所提模型及方法的有效性。     

时变不确定系统的变时域鲁棒模型预测控制

针对多包描述的时变不确定系统, 通过分析该方法的可行性和闭环稳定性, 提出一种变时域鲁棒预测控制器的设计方法, 使得在与现有方法有相同初始可行域的前提下, 保证了只要问题初始可行就有闭环系统二次稳定. 仿真结果表明了算法的有效性.     

不确定中立变时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了一类不确定中立变时滞系统的鲁棒比控制问题．时滞假定为未知并且时变．基于Lyapunov-Krasovskii范函理论,提出了状态反馈控制器存在的时滞依赖判据,保证了系统是鲁棒镇定并且满足噪声衰减律．采用了线性矩阵不等式（LMI）方法解决鲁棒巩控制问题．最后,给出了一个算例证明了该结论是可行的．     

一种变鲁棒系数的SGCMGs伪逆操纵律

针对五棱锥单框架控制力矩陀螺群(Single gimbaled control moment gyroscopes,SGCMGs)中存在的奇异问题,建立五棱锥构型SGCMGs系统动力学模型,基于双曲正弦函数和分段函数设计鲁棒系数,改进鲁棒伪逆操纵律,使SGCMGs系统在处于奇异状态时,保证框架角速度不为零,从而逃离奇异;在接近奇异状态时迅速避开奇异,在远离奇异状态时更精确地输出期望力矩。通过SGCMGs不同类型力矩输出和挠性航天器大角度姿态机动控制的仿真结果表明,所提SGCMGs操纵律既能够较好地规避奇异状态,又能在远离奇异时精确地输出期望力矩。     

变速变桨距风力发电机组控制方法研究

由于风能的能量密度低、随即性和不稳定性等特点,给大型风力发电机组的控制技术问题带来困难。在风力机空气动力学特性分析的基础上,讨论了变速变桨距风力机组在低于额定风速和高于额定风速阶段的不同控制策略。并在对变速变桨距风力机进行建模的基础上,结合提出的控制规律,利用Matlab/Simulink分别进行仿真,最终结果表明,控制曲线与预期要求一致。     

雷达卫星鲁棒逆最优自适应姿态跟踪控制

针对存在外界扰动和模型参数不确定性的雷达卫星姿态跟踪控制问题,提出了一类基于修正的罗德里格斯参数描述的雷达卫星鲁棒逆最优自适应控制器设计新方法．通过Backstepping方法和构造相应李雅普诺夫函数,设计了鲁棒逆最优控制器,避免了直接求解哈密顿一雅克比一贝尔曼偏微分方程,使控制器相对于选取的具有鲁棒性的代价函数最优,并以较小的L：增益,实现对外界扰动的输入一状态稳定和鲁棒性;针对系统参数不确定性设计自适应参数更新律,对参数进行自适应学习,有效降低参数不确定对系统的不利影响．仿真结果表明：该方法能有效抑制模型不确定参数和外界未知扰动的影响,在保证姿态跟踪精度的同时,能增强系统鲁棒性．     

考虑风电接纳风险的鲁棒实时调度方法

高比例风电接入电网后,风电有功功率的不确定性给电力系统调度决策带来了新挑战,增加了系统运行经济性与风险性之间的矛盾。针对此问题,本文提出了一种考虑风电接纳风险的鲁棒实时调度方法,首先从运行风险性角度,基于风电出力概率特性,利用金融领域中的条件系统风险（Conditional System Risk, CSR）指标,表征风电接纳风险,然后从运行经济性角度考虑,考虑了实时调度中的发电量自动控制（Automatic Generation Control,AGC）机组运行和备用成本以及风电消纳效益,表征系统运行成本,最后依据风险性指标和经济性指标,综合利用鲁棒优化和随机优化方法,构建考虑风电接纳风险的鲁棒实时调度优化模型,获取AGC机组运行基点及备用容量、风电可接纳范围,从而实现在最大程度保证系统风险难以发生的同时,提高系统运行经济性,提高风电消纳水平。通过对IEEE30节点测试系统的计算和分析验证了本文所提方法的有效性。     

不确定非线性系统变结构鲁棒自适应控制及应用

针对一类具有不确定性的非线性系统,在系统模型的参数已知和不确定性界未知的条件下,提出了个变结构鲁棒自适应控制算法。最后以船舶减摇鳍非线性控制系统为例,进行了变结构鲁椿自适应控制器的设计,经仿真研究表明,所提出的算法是有效的。     

迟滞系统的鲁棒自适应变论域模糊控制

设计了一个H∞变论域模糊控制器,用于控制一类单输入单输出的基于Preisach模型的未知迟滞非线性系统.该控制器将H∞控制与模糊控制结合起来,提高了H∞控制的智能性和模糊控制的鲁棒性.通过Lyapunov方法,证明了闭环控制系统是稳定的.该控制系统中模糊逻辑逼近误差和外部扰动误差都能通过调节权重因子被限定在一个给定范围内.最后,给出了关于未知迟滞非线性系统的仿真结果,表明了控制方案的可行和有效性.     

一种变时滞不确定系统鲁棒可靠控制的线性矩阵不等式方法

为提高动态系统的可靠性,研究了带有执行器故障的变时滞不确定系统的鲁棒可靠控制.给出了系统在正常运行和带有可预期执行器故障情况下,闭环系统保持二次稳定的时滞依赖充分条件.运用线性矩阵不等式方法实现了可靠状态反馈控制的综合问题.通过仿真算例,说明了本文方法的可行性和有效性.     

风电机组叶片模型变桨距载荷实验

以1.5MW变桨距风电机组叶片为原型,设计并制作叶片模型,分析叶片载荷特性,并通过电测法对叶片模型变桨距载荷进行测试分析.结果表明,在风速为4m/s时叶片拉应力随桨距角增大而增大的趋势,但不明显;随着风速的增大,叶片拉应力随桨距角的增大而减小,趋势明显.剪应力载荷随桨距角增大而呈现一致减小的趋势,各个截面变化规律相同.     

大包线飞控系统的鲁棒稳定性分析及鲁棒镇定控制

采用摄动参数多项式加范数有界摄动形式描述大包线飞控系统,既考虑了飞控系统的时变特征,又考虑了拟合误差带来的不确定性.基于二次稳定的概念和方法,研究了大包线飞控系统的鲁棒稳定性分析和鲁棒控制综合问题.运用线性矩阵不等式(LMI)的处理方法,给出了系统二次稳定性判据,以及状态反馈控制律的设计方法.同时,基于凸优化,得到了估计系统保持鲁棒稳定所允许的参数最大摄动范围的方法,建立了系统运行参数与系统性能之间的联系.通过对飞控系统的实例仿真,验证了该方法的可行性.     

多变量系统的鲁棒自适应控制

考虑了具有未建模动态和外来有界干扰的离散时间多变量系统，提出了一种鲁棒自适应控制方案。这种控制器是基于系统的降阶模型设计的，其建模部分的参数估计采用带有死匹的最小二乘算法。在相当一般的假设下，证明了所建立的闭环系统是全局稳定的和跟踪误差是有界的。     

传感器失效系统的鲁棒容错控制

基于Riccati方程和Lyapunov稳定性理论，研究了时滞线性不确定系统对传感器失效具有完整性的鲁棒容错控制律的设计方法，得到了系统鲁棒可镇定的充分必要条件。在该容错控制器作用下，可以保证系统对传感器故障不敏感，仍能在一定的性能指标下稳定运行。仿真结果表明了本文设计方法的有效性。