基于网络时延在线预估的二级电压紧急控制

为提高暂态情况下系统的控制保护效果,针对网络时延对网络化控制系统控制性能影响的问题,构建了电力系统时延网络的二级电压紧急控制系统框架,分析其网络时延组成及确定性和不确定性时延对系统控制的影响。提出了根据递推原理利用时延滑动窗口在线预估时延的方法后根据外推数据窗随故障情况实时变化的原理以外推历史数据,导出实时数据,并据此设计了不确定时延预估控制器。仿真经典IEEE3机9节点系统的结果表明该法能有效抑制紧急情况下各种网络时延引起的主导节点电压幅值振荡。     

具有非线性扰动的网络化随机系统鲁棒控制

针对具有非线性扰动的网络化随机系统的鲁棒控制问题,考虑到反馈控制环中由于实时通讯网络的存在会不可避免地出现网络诱导时延和数据丢失现象,建立了连续时间网络化随机系统模型.在此基础上,设计了状态反馈控制器,使得闭环系统最终均方有界.利用广义系统变换和Lyapunov-Krasovskii泛函方法,得到了闭环系统最终均方有界的充分条件,证明了理想的状态反馈控制器可以通过求解线性矩阵不等式得到.该方法可推广到以双线性随机系统为受控对象的网络化控制系统的镇定控制器设计中.     

一类网络控制系统的建模与稳定性分析

针对一类具有不确定网络诱导时延和线性控制对象的网络控制系统,通过将网络诱导时延描述为一个常值再叠加一个不确定值的形式,重新描述了采样控制系统的数字控制器,将网络控制系统建模为一类具有不确定时延的连续时间系统.利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技术,推导出了闭环系统渐进稳定的充分条件.与已有的结果相比,所提出的算法具有更低的保守性,并通过一个数值算例验证了所提出算法的有效性.     

基于隐式PIGPC的网络控制系统时延补偿方法

网络控制系统的时延会导致系统性能下降,针对该问题提出一种基于隐式PIGPC的时延补偿方法。首先,通过历史时延数据,利用自适应变步长最小均方滤波算法对当前时刻的网络时延进行预测,将预测时延代替实际时延作为时延补偿控制器的参数。然后为改进隐式GPC的时延补偿效果,提出具有PI结构的隐式PIGPC算法。隐式PIGPC不必递推求解Diophantine方程,可节省在线计算时间,并且把PI的反馈结构与GPC的预测功能结合起来,改善了控制器的性能。利用隐式PIGPC设计控制器,结合预测时延完成基于隐式PIGPC的网络时延补偿控制器的设计,并对时延补偿算法的稳定性进行了分析。最后的仿真实验表明隐式PIGPC对网络控制系统时延具有良好的补偿效果,同时具有较少的运算时间。     

基于模型参考自适应控制的网络交流伺服系统研究

网络环境下不可避免的存在网络时延,使网络控制系统的控制品质下降。针对此问题设计了基于模型参考自适应控制的交流伺服电机网络化控制系统,将预测误差控制和参数估计结合起来,使控制对象的输出跟踪参考模型的输出。系统采用B/S(Browser/Serve)与C/S(Client/Server)混合的模式开发了软件程序,并在自行开发的人机控制界面上进行了真实系统的网络化控制调试。测试结果表明,模型参考自适应控制的网络化伺服系统受网络延时影响小,具有较好的跟踪性和鲁棒性。     

网络化控制系统鲁棒L_2-L_∞控制器设计

将L2-L∞控制性能指标引入网络化控制系统,研究基于L2-L∞性能指标的网络化控制系统控制器设计问题。采用线性矩阵不等式方法和锥补线性化算法,给出了具有凸多面体形不确定性的网络化控制系统的动态反馈控制器的存在条件。所设计的控制器能够保证在延时和能量有界的外部扰动信号下,系统具有一定的L2-L∞扰动衰减度,最后通过一个仿真示例验证了所提算法的有效性。     

带有网络时延的航空发动机分布式系统H∞鲁棒控制

针对具有网络时延的航空发动机分布式控制系统,提出了一种基于鲁棒H∞理论的控制方法。首先建立航空发动机分布式控制系统（DCS）结构模型,将航空发动机控制系统划分成转速控制系统和压比控制系统两个子系统,并在此基础上分别建立其闭环系统的增广模型：并以转速控制系统为例,采用文献[6]中的网络控制方法,利用线性矩阵不等式理论给出闭环系统H∞控制器的设计方法,设计系统的H∞控制器实现对系统存在网络时延的补偿控制。仿真结果表明该控制方法能够克服时延对转速控制系统的影响,实现对转速设定值的稳定跟踪。     

非线性网络控制系统的双通道时延和丢包鲁棒H∞控制

研究了一类具有双通道时延和丢包的非线性不确定网络控制系统的鲁棒H∞镇定问题.将网络诱导时延和数据丢包对系统的影响,转化为服从Bernoulli二区间分布的等价时延,并考虑系统的不确定性和外部干扰问题,基于T-S模糊系统建立了非线性系统的新模型,通过构造Lyapunov-Krasovkii泛函和线性矩阵不等式方法,给出了...     

基于卡尔曼滤波器的网络控制系统的故障检测

网络控制系统的故障检测是一个新的研究课题。充分考虑了网络控制系统的延时特性,并基于观测器的方法来分析网络控制系统的特性。只考虑从传感器到控制器的网络时延,构造一个具有时延补偿功能的最优观测器来估计系统的全部状态,最后得出系统的残差只跟故障和噪声有关的结论。     

广域闭环控制系统时延的分层预测补偿

电力系统广域闭环控制的反馈信号及控制信号均通过网络传输,控制网络的时延很可能恶化控制效果甚至导致系统不稳定。为此,对广域闭环控制系统依据功能进行分层并分析闭环时延的产生,进而提出一种分层预测补偿方法,该方法将时延补偿与闭环控制系统的实现相结合,使用预测方法为控制策略提供近似的实时数据,使时延的影响与闭环控制策略隔离以保证控制效果。详述该预测方法的特点,并以自回归算法为实例阐述了其实现方法。搭建了RTDS硬件在环测试平台,并分别以实测时延和随机时延进行测试。结果表明,所提出的分层预测补偿方法能有效补偿固定的或随机分布性的闭环时延,减小了时延对控制性能的影响。     

继电保护设备与热工分散控制系统接口若干问题的探讨

随着电厂自动化水平的提高,热控分散控制系统（distributed control system,DCS）在与继电保护接口时往往存在一些新问题,因此,针对发电机功率信号如何实现真正意义的＂三取二＂、断水保护如何避免单点保护、如何解决现场测控系统（networked control system,NCS）监控系统和功率变送器在采样上的一致性等问题提出解决方案。     

基于Internet的无刷直流电动机控制系统

将传统的无刷直流电动机控制系统速度环、电流环分别放置在Internet网络的中央控制器端和远程控制器端,通过网络形成闭环。文中给出了控制系统结构并采用DSP专用电机控制芯片和内含ARM核的网络控制芯片实现了无刷直流电动机网络控制系统的软硬件设计。实验结果表明:在网络控制系统中无刷直流电动机转速响应快速,运行平稳,证明了这种新型控制系统的有效性和可行性。     

基于TMS 320F2812的矢量控制系统的研究

以DSP TMS 320F2812为控制核心,设计性能良好的交流调速系统,给出了系统设计方案。在详细分析矢量控制算法的基础上,介绍了系统软件设计,并给出了软件流程图。     

基于新型变结构控制策略的直接转矩控制系统研究

提出一种新型变结构控制策略,以解决感应电机直接转矩控制系统转矩波动大,低速性能差,以及逆变器开关频率不固定等问题。在变结构控制中采用带有线性区间的非线性控制结构,既能利用非线性特性抵偿内外扰的影响,又能实现系统在原点附近无抖振,在保证变结构控制快速性和鲁棒性的同时,有效改善了系统的性能。结合电机数学模型设计了相应的控制律,通过Lyapunov分析证明了系统的全局渐近稳定性。仿真结果证明了本文所提控制策略的有效性和可行性。     

具有鲁棒容错特性的网络化二级电压控制

根据二级电压控制的原理和网络传输的特点,建立了同时考虑不确定信息延迟、数据包丢失和乱序的网络化二级电压控制NSVC(networked secondary voltage control)模型,运用线性矩阵不等式LMI(linear matrix inequality)方法设计了具有鲁棒容错特性的二级电压控制器,能保证控制系统在网络环境下具有良好的控制性能和稳定性。以经典3机系统为例进行数字仿真,验证了该网络化二级电压控制器的性能和效果。     

具有随机时延的线性网络系统稳定性分析

分析一类双向通道同时存在随机时延的线性网络控制系统（NCS）均方指数稳定问题,随机时延用Bernoulli分布描述。根据Lyapunov稳定性原理构建一个二次形函数,并以此分析闭环系统稳定的充分性判据,给出了基于线性矩阵不等式的控制器解法。最后,给出一个仿真算例对提出方法的有效性进行了验证。     

网络控制系统研究综述(II)

系统地介绍了网络控制系统出现的背景和研究内容 ,综述了网络控制系统的研究现状。网络控制系统作为涉及网络和控制的交叉学科 ,涉及的内容相当广泛。在上一篇中 ,介绍了网络控制系统出现的背景 ,从网络的角度对网络控制系统进行了讨论。在本篇中 ,将从控制的角度对网络控制系统的建模与控制器设计、可靠性和安全性等进行讨论 ,进一步对网络控制系统总体性能的提高进行了讨论 ,并分析了网络控制系统研究中尚待解决的问题以及一些新的研究方向。     

网络控制系统稳定性分析和控制方法

随着大规模集成电路技术的提高,网络通讯技术的成熟及对大规模系统和远程式控制系统的需要,网络控制系统越来越受到人们的青睐。网络控制系统具有高的性价比和很大的灵活性,因此它逐渐被应用于工业控制中。在网络控制系统中不可避免地存在网络时延,它降低系统的性能或使系统变得不稳定,要设计控制器使系统具有期望的性能,是一件具有挑战性和吸引力的工作。为了给初步进入网络控制系统研究的人员提供一些必要的知识,分析了网络控制系统的结构、原理,网络控制系统中延时的来源及近年来有关网络控制系统的一些控制和稳定性分析方法。     

对目前我国分散控制系统组态现状的思考

针对目前我国电力行业中分散控制系（distributed control system,DCS）的供货及设计现状,以某超临界机组的6次辅机快速减负荷（runback,RB）试验暴露的组态问题为例,指出我国目前DCS组态存在的问题,提出建立火电机组DCS组态标准的建议。     

LCL-APF恒频直接功率控制的研究

针对LCL输出滤波器三阶系统稳定控制比较复杂,提出了一种新型有源电力滤波器(APF)的控制方法,采用基于PI控制和支持向量机(SVM)技术的恒频直接功率控制(SF-DPC)方法。相对于常规的直接功率控制,该方法可保持开关频率固定,有利于LCL滤波器的设计。同时,为增强控制系统的稳定性,加入了一个有源功率阻尼环节。仿真结果证明,采用该控制策略的APF具有良好的谐波抑制能力和动态性能。