AGC中PID控制器的改进与研究

针对目前电网不断增长的调频需求,充分考虑了机组调速器死区和输出功率限制两个非线性环节,设计了一种模糊自整定PID控制的AGC,并在Matlab/simulink环境下建模仿真.结果表明,对AGC中PID控制器改进后,无论是在应对阶跃负荷扰动还是连续负荷扰动,系统频率超调量、频率调节时间、互联电网之间的联络线交换功率偏差最大值和功率振荡时间都明显减小,达到了预期调频控制效果.     

计及储能调节的时滞互联电力系统频率控制

针对互联电力系统中源荷不确定以及通信延时导致系统频率偏差过大的问题,提出了计及储能调节的两域时滞电力系统频率控制策略.建立了含汽轮发电机、风机和储能等设备的两区域时滞互联电网模型,根据区域控制偏差(ACE)所在的区间对储能装置和汽轮发电机的调频任务进行分工.利用改进粒子群(MPSO)算法优化比例积分微分(PID)负荷频率控制器实现二次调频,提升了一定时滞区间内负荷频率控制(LFC)系统的频率稳定性.对储能装置设计分数阶PID(FOPID)控制器,调节其输出功率以平滑源荷波动,提高了储能系统的辅助调频性能,进一步控制互联电力系统的频率偏差.在MATLAB/Simulink平台对不同工况进行对比分析,验证了所提频率控制策略的有效性.     

基于自适应滑模的多区域时滞电力系统负荷频率控制

针对电力系统存在频率偏差的问题,以多区域互联电力系统为研究对象,提出自适应滑模控制方法.考虑电力系统存在通信时滞,建立互联电力系统的负荷频率控制模型.在已知扰动上下界时设计一般的滑模控制器,并在此基础上通过在线估计参数,设计自适应滑模控制器,最后通过MATLAB软件进行仿真验证.仿真结果表明,自适应滑模控制器能够有效地...     

考虑区域间互联电网时延差异性的分布式AGC方法

针对区域互联电网自动发电控制(AGC)过程中系统间传输时延的随机性与差异性问题,提出一种分布式模型预测控制(DMPC)方法.首先,在考虑互联电网区域时延存在差异性的前提下,构建互联电网AGC系统模型;然后,针对互联电网AGC系统的分布式特征,对DMPC方法进行讨论,分析在DMPC框架下时延的处理模式;最后,分别以阶跃与随机负荷曲线为扰动变量,获取互联电网频率控制效果曲线.仿真结果表明:在考虑区域间时延随机性与差异性的情况下,所提方法能够保证系统良好的动态响应性能,验证了此方法的可行性和有效性.     

基于Matlab GUI的电力系统自动发电控制仿真平台设计

利用Matlab中的图形用户界面(GUI),设计了一个电力系统自动发电控制(AGC)仿真平台.该平台应用于电力系统单区域一次、互联电网二次调频,同时加入控制策略模块,用于经典PID和模糊PID控制策略的分析.该仿真平台可直观地反映AGC系统调节下的频率变化趋势,以及两种控制策略的性能优劣,同时可便捷地设置参数.     

基于干扰观测器的含风电互联电网频率稳定控制

为解决含风电互联电网中风功率预测与实际风功率之间存在的风功率偏差,以及负荷突增所造成的电网负荷频率波动的问题,研究并比较了现有解决方案,提出了一种干扰观测器与反馈控制器复合控制算法.该算法将风功率偏差以及负荷突增等视为集总干扰,设计干扰观测器估计集总干扰,并通过反馈控制器的设计抵消集总干扰的影响,并基于分离原理与线性矩阵不等式求取了观测器以及控制器设计参数,提出了算法定理并验证了稳定性.将所提算法与常用的比例积分微分(proportion intergration differentiation,PID)控制算法进行仿真比较,负荷控制算法对风功率偏差与负荷突增构成的集总干扰有着较强的抑制作用,且收敛速度更快,表现出较强的控制性能与鲁棒性.最后通过半物理实验进一步验证了所提算法的有效性与实用性.     

模糊控制器在高阶水位控制中的设计及应用

在高阶大惯性环节对象的控制问题中 ,采用普通PID难以实现其良好的控制作用 .设计了一种基于模糊控制原理的模糊PID参数自适应控制器和模糊控制器 ,根据偏差和偏差变化率来实时调整参数 ,水位控制实验结果表明 ,这种模糊控制器比常规PID控制器有更好的控制效果 ,明显改善了系统的动态性能和稳态性能 .     

基于模糊自适应PID的无人驾驶车辆路径跟踪控制

在无人驾驶车辆路径跟踪控制过程中,针对控制对象发生变化时传统PID控制器难以对其控制参数进行实时调整的问题,提出一种以预瞄理论为基础的模糊自适应PID控制方法.以前轮转角作为控制系统的输入,设计基于横向偏差和航向偏差的模糊自适应PID路径跟踪控制器.分析量化因子和比例因子的选取原则,利用模糊理论对PID参数进行自适应调整;基于Carsim与Simulink对所提算法进行联合仿真实验.仿真结果表明:模糊自适应PID较传统PID改善了控制器的动态性能且具有较好的自适应能力.     

互联电力系统的模糊滑模负荷频率控制

提出一种用于多区域互联电力系统的负荷频率模糊滑模控制方法。该方法选用带积分的滑模超面方程 ,使系统从一开始就进入滑模状态 ,当系统进入滑模状态后 ,转化为基于新区域控制偏差的比例积分控制 ,对切换控制采用自适应模糊调节方式自动确定其幅值 ,在考虑发电机变化率约束和具有控制死区条件下 ,所提出的控制方法能够使系统获得较好的性能。仿真结果显示该方法是简单的、有效的 ,并且能够保证整个系统是渐进稳定的     

大电网中机电扰动传播影响频率动态时空分布的基础理论

<正>1研究意义频率动态的时空分布是互联大电网区别于中小型区域性电网的重要特征之一。互联大电网中发生功率扰动或者大容量的风电随机功率注入电网后,涉及到能量(或与之耦合的有功功率)在系统中的运动。这部分能量在电网中大范围的跨区域传播,尽管不一定发生频率稳定问题,但会使系统中不同区域的频率有不同的变化趋势,导致频率动态过程具有明显的空间分布特性,比如我国西南小水电群和西北大风电群就呈现明显的电源频率控制时空分布特性。若扰动传播引起继电保护动作,还有可能产生连锁故障,导致全系统不可控     

基于参数自整定模糊PID的汽车纵向控制

在对汽车纵向动力学控制系统分析的基础上，探讨基于两车的纵向自动跟踪的控制问题．建立了两车跟随运动的二阶模型，并设计了加影制动的逻辑切换规律．应用参数自整定模糊PID控制，对PID的3个参数进行调节，控制被控车与导航车的车间纵向相对距离和纵向相对速度误差的变化范围，以达到汽车纵向控制的目的；利用小增益定理，得到了模糊PID控制系统的稳定性充分条件．仿真结果表明：该方法与一般模糊控制相比，减少了系统的超调量，增强了动态抗干扰能力，具有一定的鲁棒性，较好地解决了快速性和小超调之间的矛盾．     

风机—液力偶合器模糊-PID调速控制系统研究

对风机—液力偶合器单一PID控制系统过度依赖控制模型问题,提出了基于PID控制的高稳定性和模糊控制的高鲁棒性的风机—液力偶合器模糊-PID控制.在分析大功率煤气风机与YOCQZ420调速型液力偶合器调速控制系统动态调节特性的基础上,推导并建立了调速控制系统的动态调节数学模型;应用计算机分析软件,在一定开关阈值和不同时间常数、系统总增益和延迟时间常数条件下的模糊-PID双模调速控制系统进行仿真分析.实验台实验测试结果与仿真分析结果的一致性表明,模糊-PID双模控制可有效实现大功率风机与调速型液力偶合器调速的自动控制.     

基于神经网络逼近的磁浮列车动态悬浮控制

为了有效提高磁浮列车悬浮系统在负载扰动和轨道不平顺扰动下的动态特性,提出了一种基于Lyapunov稳定性分析的径向基神经网络逼近算法使悬浮间隙能够在有界范围内达到最优。首先,以悬浮负载为受控对象建立系统垂向动力学方程和电压控制方程,以此构造能够表征系统非线性的状态空间方程。其次,确定径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络基本结构,根据悬浮间隙误差约束条件和控制电流构造输入输出,并以此设计控制律保证所输出悬浮间隙能够在多种扰动的综合作用下持续稳定;再次,基于Lyapunov稳定性第二判据证明系统闭环稳定,能够在误差整定过程中使得间隙误差收敛于无穷小。最后,通过与目前应用较为广泛的比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制算法进行仿真对比,在非线性负载力和不平顺扰动下分析验证所提出控制算法的有效性。结果表明:所提控制算法比PID控制算法具有更好的鲁棒性。     

采用改进模糊PID控制的串联机械手追踪误差研究

针对串联机械手运动角位移跟踪误差较大问题,提出了改进模糊PID控制方法。创建串联机械手简图模型,给出机械手动力学方程式,设计了模糊PID控制系统。引用粒子群算法并对其进行改进,采用改进粒子群算法优化模糊PID控制器,将改进模糊PID控制器用于控制串联机械手角位移变化。采用Matlab软件对串联机械手角位移跟踪误差进行仿真验证,并且与传统PID控制器和模糊PID控制器仿真结果形成对比。仿真结果显示,串联机械手采用PID控制器和模糊PID控制器,其角位移跟踪误差较大,而采用改进模糊PID控制器,角位移跟踪误差较小。串联机械手采用改进模糊PID控制器,可以提高控制系统的稳定性,削弱机械手的抖动现象。     

负荷跟踪型发电系统协调控制方式的智能化

针对智能电网中火力发电的主要设备——锅炉中蒸汽温度控制系统的时变特性和系统大滞后特性, 电网要求发电机组既能快速响应负荷变化, 又能保证自身的安全、稳定、经济运行. 为了提高电力系统的安全运行水平, 以及常规电源的利用效率, 结合了锅炉对负荷需求响应快, 以及汽轮机随主蒸汽压力变化平稳的优点, 提出了一种负荷跟踪型的机炉协调控制方式, 并加入了基于模糊PID(proportional-integral-derivative, 比例-积分-微分)算法控制的智能时间常数补偿环节. 该环节能在负荷变化较大、需要利用锅炉蓄热时发挥作用. 仿真实验结果表明, 与常规PID 控制的协调系统相比, 模糊PID 控制能够得到更佳的动态性能参数和控制效果.     

六旋翼植保无人机模糊自适应PID控制

六旋翼植保无人机在作业过程中自身载荷变化将引起飞行控制性能下降、抗扰动能力降低等问题。为了提高六旋翼植保无人机的可控性,通过对六旋翼植保无人机在喷洒农药过程中进行分析和建模,推导出植保无人机时变动力学模型,提出了一种模糊自适应PID控制算法,模糊自适应PID算法适应性强,参数整定简单,提高了系统动态响应和稳态性能。将各个传感器的测量参数输入到模糊自适应PID算法中,可以得到对应的控制量,实现飞行器稳定运行。通过使用Matlab软件对飞行系统进行仿真,并结合实验平台实际飞行控制表明,系统的动态性能和稳定性得到了有效提高。     

大型工业传输设备恒流输送PID模糊控制研究

为了有效实现大型工业传输设备恒流输送的控制,提出一种PID模糊控制方法,将其应用于设备恒流输送的控制中。给出了PID模糊控制器结构,分析了PID模糊控制器参数调整原则,制定了模糊控制规则,通过模糊推理方法对PID参数进行在线调整使大型工业传输设备实现恒流输送。搭建了大型工业传输设备实验系统,给出了相关参数,将神经网络控制方法作为对比进行实验。通过启动控制实验、负载突变控制实验和输送电流波形畸变度实验对PID模糊控制方法的恒流输送控制效果进行分析。分析结论如下:神经网络方法控制下的输送电流不稳定,方法能够有效实现系统的跟踪控制;方法的响应速度快,对负载扰动及突变较神经网络方法具有更好的抑制能力;方法能够保证设备的开关损耗和电磁干扰均保持在较低的水平。