基于遗传算法的超导磁储能装置H2/H∞鲁棒控制器设计

提出了应用GA(遗传算法)设计H₂/H_∞鲁棒控制器的一般方法。使得在满足闭环系统的H_∞范数小于指定的工程要求的条件下误差信号的H₂范数最小。该问题可归结为一个带约束条件的极小值优化问题，并通过一种改进的遗传算法加以解决。该设计方法能对具有任意控制器结构的控制系统进行参数优化。与传统的鲁棒控制器设计方法相比，所提出的方法不仅可以提高控制器的鲁棒性，还具有易于进行参数优化的优点。将所提出的方法应用于超导磁储能装置（SMES）PI型鲁棒控制器的设计，时域仿真结果表明所设计的控制器具有很好的鲁棒性，在不同的运行工况下均能有效阻尼电力系统的振荡。此外，控制器还具有结构简单、易于工程实现的优点。     

超导储能装置的非线性鲁棒控制器设计

首先讨论了超导储能装置（SMES）建模问题,根据SMES样机实验结果,构造了SMES的二阶鲁棒模型;然后在单机无穷大系统中,得到了含SMES的电力系统非线性鲁棒模型。进一步,基于反馈线性化方法将系统线性化,再利用线性H_∞理论求得SMES的鲁棒控制规律。最后,用数字仿真检验控制规律的有效性。结果表明在各种工况下,SMES的非线性鲁棒控制器均可使系统在受到大干扰后迅速恢复正常运行,并显著提高系统的暂态稳定极限,从而提高系统的输电能力。     

基哈密理论的发电机汽门鲁棒非线性控制器设计

提出了利用Hamiltonian能量函数理论设计非线性鲁棒控制器的方法,设计了发电机汽门的非线性鲁棒控制器,并且给出了估计干扰抑制增益的一个充分条件,所得控制器结构简单,易于工程实现。由于在控制器设计中未用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性。仿真结果证实了理论分析的正确性与控制规律的有效性。     

电力系统鲁棒非线性控制研究

本文结合状态反馈精确线性化方法和线性Ｈ∞控制理论提出了一种新的鲁棒非线性控制器的设计方法，依据这种方法设计了电力系统的鲁棒非线性控制器（励磁控制器和汽轮机调速），并就其特性及作用给予了讨论。     

汽轮发电机组的鲁棒H∞扭振滤波器

现代大型汽轮发电机组控制系统的带宽频率与轴系的最低阶扭振模态频率相互趋近,控制系统性能的提高受到扭振稳定性要求的制约。文中将未建模扭振模态考虑为刚体转子的模型摄动,扭振转速分量是这一模型摄动的结果,利用广义观测器估计刚体转速,构造出一种新型的扭振滤波器,以消除汽轮发电机组控制系统与轴系扭振的相互作用。与常规的扭振滤波器不同,所提扭振滤波器能够衰减扭振分量而在通频带无任何附加相位滞后,并且提供有可用于鲁棒设计的附加自由度。针对实际工程背景对扭振滤波器提出鲁棒性要求,并表示为H_∞性能指标的形式,利用混合灵敏度方法设计出一种鲁棒H_∞扭振滤波器。仿真结果验证了鲁棒H_∞扭振滤波器在高频段衰减能力强、在通频带无附加相位滞后、鲁棒性好的优点,利用它能够有效防止扭振失稳,促进快速响应的高性能控制系统的应用。     

高压直流输电系统的鲁棒非线性控制规律的设计

本文结合状态反馈精确线性化方法和线性H∞控制理论形成的鲁棒非线性控制器的设计方法,详细设计并推导了交直流联合输电系统的鲁棒非线性稳定控制器决策,并就其特性及其作用给于了讨论,为将来进一步的仿真研究及实际应用提供了理论依据.     

具有鲁棒微分代数模型的励磁控制器设计

综合运用反馈线性化技术的理论和方法以及线性H∞控制理论,对一类具有鲁棒微分代数模型的单机与非线性负荷连接的输电系统,给出了一个励磁控制器设计方法,既考虑了带有普遍性的微分代数模型,又顾及了干扰的影响,同时拓广了非线性系统微分几何理论的应用范围。将其应用到电力系统中,说明了所得结论的广泛适用性。     

可控串补电容器非线性H∞鲁棒控制器的设计

为充分发挥可控串补电容装置的作用,提高电力系统暂态稳定性,基于状态反馈线性化方法和线性Ｈ∞控制理论介绍了一种非线性Ｈ∞鲁棒控制器的设计方法,这种设计方法对原非线性系统具有鲁棒最优性。同时依据该方法设计了电力系统ＴＣＳＣ的非线性Ｈ∞鲁棒控制器,并就其抗干扰性能和实用性进行了说明。     

基于反馈线性化方法的励磁系统非线性H∞控制研究

本文提出了一种基于微分几何反馈线性理论的非线性Ｈ∞控制设计方法,并对这种方法的干扰抑制性能给予了讨论。同时依据这种方法设计了励磁系统的非线性Ｈ∞控制器,并证明该控制器具有鲁棒最优性。     

变速变桨距风电系统的功率水平控制

为实现风电系统的功率水平控制,该文基于奇异摄动理论和逆系统方法设计了一种非线性桨距角鲁棒控制器。该控制器由逆系统标称部分和鲁棒补偿部分组成,逆系统标称控制器可以使非仿射型非线性标称风机模型的输入-输出动态跟踪其参考模型动态;鲁棒补偿输入可以消除参数不确定性、风速检测误差和发电机转矩扰动对系统输出功率的影响。理论分析和仿真实验证明了该控制器的稳定性,结果表明,该控制器可以在风速波动时有效控制风电系统的输出功率水平,并且对参数化和非参数化扰动具有较强的鲁棒性。