状态反馈非线性TCR无功补偿系统仿真研究

建立了带有TCR的单机无穷大系统的非线性状态方程,用以简化和模拟实际电力系统。在此基础上运用状态反馈精确线性化方法将上述系统精确线性化,并得出了TCR的非线性控制规律。为了验证控制策略的正确性,借助ARENE数字仿真软件予以实现。结果分析表明由于该方法考虑了电力系统的非线性特性,可以动态补偿输电系统中的无功功率并同时起到稳定电压的作用,并且在负载发生变化时仍能保证其有效性。     

混沌现象对电力系统中的影响与应用

电力系统是典型的非线性非自治系统,其动态行为包含许多复杂的非线性机电振荡现象,如,低频振荡、次同步振荡、甚至混沌动态。混沌是非线性系统中各参数相互作用导致的一种非常复杂的现象,它在电力系统中出现时,将伴随系统运行参数持续无规则的振荡,可能导致系统失稳,严重危害系统的安全运行,已成为系统安全运行的潜在威胁,本文主要针对混沌现象对电力系统中的影响与应用方面的问题进行探讨。     

舰船电力系统增益调度多目标励磁控制

针对舰船电力系统中存在的非线性、不确定性和发电机之间相互影响等因素,应用直接反馈线性化技术与增益调度多目标理论设计发电机励磁控制,以阻尼电力系统小信号振荡,提高瞬态稳定性.仿真表明,系统负载功率突然改变时,该控制方法能有效改善系统瞬态稳定性.     

谐和与有界噪声激励下一个非线性电力系统的混沌振荡

研究了一个非线性电力系统在谐和与有界噪声激励下,系统出现混沌振荡的现象。从能量方面求出了该系统在均方意义下产生混沌的条件。     

四阶混沌电力系统的全局快速滑模控制器设计

为四阶混沌电力系统设计具有全局快速收敛特性的储能型滑模控制器。首先,构建了具有储能装置的受控电力系统,利用混沌理论的基本分析方法对原有四阶电力系统的混沌振荡现象进行分析。然后,将受控电力系统的混沌控制问题转化为二阶非线性系统的控制,为二阶非线性系统定义新型滑模面并与已有滑模面进行比较,从而论证其在克服抖振及奇异问题时具有优越性,并为该非线性系统提出具有全局快速性能的滑模控制方法。最后,将该滑模控制方法用于设计电力系统混沌控制器并通过数值仿真证实控制器的有效性。本文方法的重要特点在于能够凸显电力系统混沌控制的基本规律。     

基于模糊自适应延时反馈的电力系统混沌抑制

电力系统是一种典型的非线性系统,在周期扰动下可能发生混沌振荡,严重影响到电力系统的安全运行。以二阶互联电力系统为应用背景,当出现混沌振荡现象时,应用延时反馈控制(DFC)原理,针对传统延时反馈控制方法反馈控制增益K选择的困难,采用带积分的模糊控制器。在线调整量化因子Ke,Kec和比例因子Ku,积分器根据所设计的工况选择表来确定是否工作,从而达到对控制器的优化,此方法避免了对反馈控制增益K的求取。施加控制后,系统的混沌行为得到抑制,但仍存在周期振荡。对这种振荡,采用了一种滤波器,该滤波器根据系统中的周期扰动进行设计,形式简单,有效地将周期振荡控制到了平衡点。通过仿真实验验证了这种方法的有效性。     

输入—状态线性化控制永磁同步电动机混沌系统

采用输入-状态线性化方法控制永磁同步电动机系统中出现的混沌现象,利用输入-状态可线性化的能控条件和对合条件对施加控制的混沌系统进行判断,当满足线性化条件时,运用微分几何中的Lie导数和Lie括号运算将非线性系统模型转化为线性模型,然后对线性化后的系统设计控制器,使系统的三个状态变量均稳定的收敛于零,从而消除了混沌,仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于最小二乘支持向量机的电力系统混沌振荡控制

电力系统在周期性负荷扰动的作用下会发生混沌振荡,甚至由此而失去稳定.为抑制这种情况下的混沌振荡对电力系统的影响,利用支持向量机良好的非线性函数逼近和泛化能力,提出了最小二乘支持向量机(LS-SVM)的电力系统混沌振荡控制方法.运用最小二乘支持向量机对电力系统的动力学特性进行学习,得到训练好的电力系统LS-SVM模型,进而实现对电力系统混沌振荡的控制.该方法不需要被控混沌系统的解析模型,数值仿真结果表明该方法的可行性.     

Boost变换器状态反馈的精确线性化控制

将控制目标引入系统状态方程,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型.从理论上证明了所建立的系统模型满足状态反馈精确线性化的能控性条件和对合条件,构造了相应的非线性输出函数,得到非线性状态反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化,并详细分析了反馈系数的选取.所提控制方案不需要附加电压比例积分(PI)环节,控制简单,对输入电压、负载和系统元件参数扰动均具有较强的鲁棒性.仿真结果表明,基于文中所提控制方法的系统性能优越,各项指标均优于无源性控制方案.     

4阶混沌电力系统的协同控制方法

针对目前众多电力系统混沌控制方法只针对简单2阶电力系统模型的现状以及为了应对电力系统混沌控制时广泛应用的滑模控制中出现的抖振问题及奇异问题,为4阶电力系统提出了一种用于抑制其混沌振荡的协同控制方法:利用分岔图及李雅普诺夫指数谱图找到能使4阶电力系统发生混沌振荡的参数范围;引入储能装置及静止无功补偿装置的动态模型,从而构成受控的6阶电力系统;为受控电力系统定义对应的宏变量,设计具有连续控制律的协同控制输入,并给出用于4阶混沌电力系统协同控制的控制框图。数值仿真表明:设计的协同控制器能够使受控电力系统由混沌振荡状态恢复到平衡态,从而有效控制了4阶电力系统的混沌振荡。     

混沌Arneodo系统非线性与自适应模糊神经网络控制

针对Arneodo系统的参数不确定性,阐述了Arneodo控制系统中抵消非线性的基本思想和设计方法.利用LQR线性反馈技术,设计了具有稳定裕度的二次型最优控制器,同时在控制器中引入一个用于函数逼近的自适应模糊神经网络,利用该神经网络抵消控制系统中的非线性项,使受控系统的某一状态变量可被镇定到任意参考位置.这种具有模糊神经网络的控制器实现了参数不确定系统的精确反馈线性化控制.通过仿真比较研究,说明了反馈线性化与自适应神经网络相结合的控制器具有良好的控制性能,且更易实现.     

火力线跟踪与瞄准的任务空间控制方法

为了简化火力线控制系统的控制律,并同时保证受控系统的稳、动态性能,该文提出一种火力线任务空间控制策略。该方法通过受控系统状态特定变换,把高低/方位轴的直接控制变为火炮任务空间下的间接控制,简化了反馈线性化控制律,并可进行极点配置。仿真结果表明,任务空间控制相对经典PD控制在初始2秒内使系统实际位置轨迹相对指令轨迹振幅更小、调整时间更短,相对耦合PD控制在系统稳态时的跟踪精度更高。     

时间最优控制算法及其在SVC控制中的应用

针对时间最优控制系统中存在的"颤振"问题,提出了在开关线两侧设置"回滞带"以及在原点邻域内切换为连续稳定控制律的一种实用型改进算法。同时,将上述算法与逆系统方法相结合,对含TCR-FC型静止无功补偿器(SVC)电力系统设计出相应的反馈线性化和时间最优组合的非仿射非线性紧急支持配合控制器。数字仿真表明,该算法有效地解决了在设计过程中导出的双积分型时间最优控制在实用中出现的颤振问题,并可使电力系统在受到扰动时,能够尽快地镇定到正常的运行状态。     

CCM Buck变换器的精确反馈线性化滑模变结构控制

利用非线性系统的微分几何理论,在CCM Buck变换器仿射非线性模型的基础上,推导出了对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到了Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此模型的基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计了滑模变结构控制器.对比研究表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,表现出更强的鲁棒性.     

上田振子系统的混沌及其混沌控制

研究了上田振子系统的混沌及控制方法,分析了该系统的动力学特性,给出了Poincare截面图、时间响应图及随系统单个参数变化的分岔图和Lyapunov指数图,采用反馈线性化方法来控制该系统的混沌.在不稳定平衡点数值仿真表明,设计线性反馈控制器可以将混沌控制到稳定的周期轨道.     

电力系统中凸极式发电机励磁与STATCOM的非线性协调控制研究

针对单机无穷大系统,采用凸极式发电机（x′d≠xq）模型,建立了包含静态同步补偿器的系统方程,并利用几何反馈线性化方法,实现发电机励磁与STATCOM的协调控制.该方法弥补了凸极式发电机励磁与STATCOM协调控制技术研究的不足,并进一步推广了几何线性化理论和控制器的应用范围,提高了STATCOM与励磁协调控制的实用性.仿真结果验证了文中所提出的模型和协调控制方法的合理性和有效性.     

基于电压源换流器的柔性直流输电系统非线性控制

基于电压源换流器的柔性直流输电与传统直流输电相比,在运行的灵活性和可靠性方面具有明显优势.常规PI调节器为线性控制,使系统性能受到影响,对此,采用在电流环作为内环,功率环作为外环的双闭环传统控制方式基础上,内环采用输入-输出反馈线性化的方法对换流器的非线性耦合模型进行线性化和解偶,从而将复杂的非线性系统转化为线性系统控...     

反馈线性化方法在锅炉-汽轮机系统控制中的应用

为提高锅炉 -汽轮机系统的信号跟踪和抗干扰能力 ,利用输入 -状态反馈线性化和输入 -输出反馈线性化方法分别设计了锅炉 -汽轮机系统的控制律。对于输入 -状态线性化方法由于输入状态为线性关系 ,因此系统可以在较大的范围内正常的工作。对于输入 -输出线性化方法可以验证系统在平衡点邻域零动态稳定 ,然而计算机仿真表明利用输入 -输出反馈线性化设计的控制器由于零动态的稳定范围较小 ,系统只能工作在工作点的邻域。基于以上结果对输入 -状态和输入 -输出反馈线性化方法进行了比较分析。计算机仿真表明利用输入 -状态线性化方法所设计的控制器具有良好的信号跟踪和抗干扰能力     

机炉协调控制系统的鲁棒性能分析

为克服传统鲁棒控制算法的保守性,提出了一种概率范式下评价参数不确定控制系统鲁棒性能的方法。该方法能以累积频率曲线的形式直观地对任意性能水平下不同控制系统的鲁棒性能进行比较;同时,针对机炉协调控制系统设计了一种鲁棒反馈线性化控制器,并运用上述评价方法将其与传统的精确反馈线性化控制器的鲁棒性能进行对比。仿真结果显示鲁棒反馈线性化控制器具有更为优越的鲁棒性能,同时也验证了所提出的控制系统鲁棒性能评价算法的有效性。