基于非线性最优和PID技术的综合励磁调节器研究

对于非线性系统的同步发电机而言，当它偏离系统工作点或系统发生较大扰动时，如果仍然采用基于PID技术的电力系统稳定器，就会出现误差。为此，可以将其用基于非线性最优控制技术的励磁调节器代替。但是，非线性最优控制调节器存在着对电压控制能力较弱的缺点。提出了一种能够将非线性最优励磁调节器和PID技术的电力系统稳定器有机结合的新型励磁调节器的设计原理，即把PID控制能在工作点有效控制和非线性最优控制能够精确描述同步发电机运行状态的优点结合起来，从而对发电机进行有效的控制。仿真验证表明：该方法是可行的。     

大型汽轮发电机励磁的自适应控制

本文提出了一种大型汽轮发电机励磁的自适应控制方案.该方案可以根据系统运行点的变化调整反馈增益矩阵,使系统保持设计点的动态品质.本文用数字计算机对自适应励磁控制器的效果进行了仿真研究,并与最优线性控制进行了比较.结果表明所设计的控制器能为系统提供良好的阻尼,显著地改善了系统的动态响应.动态品质及动态稳定性均优于基于二次型性能指标的最优控制.     

采用TCA785移相触发集成电路组成三次谐波无刷同步发电机励磁调节器

介绍了如何采用西门子公司生产的TCA785移相触发集成电路设计无刷同步发电机励磁调节器。只需略为改变该励磁调节器的参数或线路，该励磁调节器便可控制更大容量的各式同步发电机及多种自动控制系统。     

基于DSP的复合励磁恒压同步发电机控制器

通过采用数字电压调节器对复合励磁同步发电机进行自适应控制,实现发电机的高精度稳压输出.分析了复合励磁同步发电机的工作原理,设计了一套以DSP2407为控制核心的复合励磁同步发电机控制器,对主功率电路、励磁电路和控制电路进行了分析和设计,并对该套电路进行了试验测试,性能指标符合要求.     

EKF状态估计交流跟踪非线性L2励磁控制

针对传统非线性鲁棒自适应控制缺乏最优控制功能的不足,依据反演设计、直接反馈线性化和最优控制相关理论,提出了交流跟踪非线性鲁棒最优励磁控制方法。采用扩展卡尔曼滤波(EKF)估计和交流跟踪比较的方法,实现了用状态参数和发电机端电压的快速获取。依据估计和计算得到的状态参数,确定了励磁系统的运行点,最终实现了全运行状态的非线性鲁棒最优励磁控制。仿真结果表明:在动态条件下,EKF能够实现发电机状态的快速估计;交流跟踪基准电压信号能够快速跟踪发电机端电压的变化;非线性鲁棒最优自适应励磁控制既能实现不确定参数的自适应和L2增益干扰抑制,同时具备了传统反演设计不具备的最优控制功能。     

U型非线性抗扰励磁控制律设计

提出了一种以发电机端电压偏差（∑Ｕｆ）为控制目标的非线性励磁调节器设计方案。所设计的非线性励磁控制律的动、静态两方面的性能均优秀,能有效地抑制机械功率对发电机端电压的扰动,且调压措施明确,是一种较适用于工业实用的非线性励磁控制律。     

逆系统方法在电力系统综合控制中的应用

将多变量的逆系统方法用于大型汽轮发电机组的综合控制,综合考虑了励磁控制和汽车门开度控制。基于逆系统思想选取功角δ和发电机输出电压νt作为电力系统的输出,获得了电力系统α阶积分逆系统,由此设计了非线性解耦最优控制律,以同时提高系统的综合性能。计算机仿真结果表明,所设计的控制律可有效地搞高发电机的稳定性和电压精度。     

微处理机型励磁调节器设计和试验结果

本文叙述了微处理机型励磁调节器设计和某些试验结果，基本控制设备是8080系统的单板微 型计算机及一些外部硬件和信号变送器。调节器的输出直接控制大功率的可控硅整流桥，即 用于控制可控硅励磁装置，励磁调节规律采用经典的PID调节，本文中还给出发电机运行时 励磁调节器所使用的主要的软件流程图，本装置在试验室小发电机上进行了许多试验，结果 是满意的。     

采用TCA785移相触发集成电路组成三次谐波无刷同步发电机励磁调节器

介绍了如何采用西门子公司生产的TCA785移相触发集成电路设计无刷同步发电机励磁调节器。只需略为改变该励磁调节器的参数或线路,该励磁调节器便可控制更大容量的各式同步发电机及多种自动控制系统。     

同步发电机自适应最优励磁控制

同步发电机自适应最优励磁控制刘建华李超李天洪（长沙电力学院长沙４１００７７）（深圳西部电力有限公司深圳５１８０５１）（广东彩色显像管有限公司深圳４１０００７）现代控制理论用于同步发电机的励磁控制进行了许多研究，其中线性最优控制理论在励磁控制中的应用较...     

采用灰色预测控制算法的发电机最优励磁控制

在最优控制策略的基础上,提出了一种基于灰色预测控制算法的发电机最优励磁控制规律。采用GM(1,N)模型对各状态变量进行预测,根据最优控制理论求出含有预测信息的各状态变量的最优反馈增益,从而得到具有预测信息的最优控制量。灰色预测控制理论中灰色建模和“超前控制”的思想较好地弥补了线性最优控制理论中精确线性化和“事后控制”的不足。对单机无穷大系统的仿真结果表明,基于灰色预测控制算法的发电机最优励磁控制规律可明显改善电力系统在大小扰动下的动态特性,并且具有响应速度快的特点。     

同步电机最优励磁控制系统的研究与仿真

最优励磁控制规律是全部状态量的最优线性组合,很好地克服了传统控制方式中的单纯按机端电压偏差进行比例式调节的弱点。根据线性最优控制理论,设计了线性最优励磁控制系统。动态仿真分析表明,设计出的最优励磁系统能够有效地增加系统的阻尼,提高系统的稳定性,且能够很好地抑制系统的低频振荡,并具有较好的鲁棒性。     

基于直接反馈线性化的非线性励磁控制器

本文把直接反馈线性化理论应用于同步电机励磁控制器的设计中，得出用化的非线性励磁控制规律，并用解析的方法证明了直接反馈线性化方法和微几何法可以得出完全相同的非线性励磁控制规律。在此基础上，本文提出了一种改进的非线性励磁磁控制规律，这种改进的励磁控制规律减少了所要量测的信号，而且使得信号的量测更加方便。仿真结果和动模试验表明了这种改进的非线性励磁控制规律的正确性和优越性。     

自适应积分逆推滑模励磁控制研究

电力系统参数摄动和外界干扰等因素对励磁系统影响很大,该文选择易于测量的状态变量建立鲁棒励磁控制系统模型,结合逆推设计方法和自适应滑模控制理论设计励磁控制器。按照逆推设计方法,逐步构造了李亚普诺夫函数,在构造虚拟控制信号时引入误差的积分项;给出阻尼系数的自适应律;设计了新的滑模面,从而得到最终的控制规律,对干扰进行抑制。仿真实验结果表明,系统在动静态响应性能上均优于常规逆推控制,说明这种控制方法能够改善系统的电压和功角稳定性。     

Experience replay–based output feedback Q‐learning scheme for optimal output tracking control of discrete‐time linear systems

This paper focuses on solving the adaptive optimal tracking control problem for discrete‐time linear systems with unknown system dynamics using output feedback. A Q‐learning‐based optimal adaptive control scheme is presented to learn the feedback and feedforward control parameters of the optimal tracking control law. The optimal feedback parameters are learned using the proposed output feedback Q‐learning Bellman equation, whereas the estimation of the optimal feedforward control parameters is achieved using an adaptive algorithm that guarantees convergence to zero of the tracking error. The proposed method has the advantage that it is not affected by the exploration noise bias problem and does not require a discounting factor, relieving the two bottlenecks in the past works in achieving stability guarantee and optimal asymptotic tracking. Furthermore, the proposed scheme employs the experience replay technique for data‐driven learning, which is data efficient and relaxes the persistence of excitation requirement in learning the feedback control parameters. It is shown that the learned feedback control parameters converge to the optimal solution of the Riccati equation and the feedforward control parameters converge to the solution of the Sylvester equation. Simulation studies on two practical systems have been carried out to show the effectiveness of the proposed scheme.     

基于模糊推理的模糊自适应励磁控制器

本文将模糊控制理论和线性最优控制理论结合起来，提出一种模糊自适应励磁控制器的设计方法。     

Robust adaptive control for unmatched systems with guaranteed parameter estimation convergence

This paper provides a modified model reference adaptive control (MRAC) scheme to achieve better transient control performance for systems with unknown unmatched dynamics, where an adaptive law with guaranteed convergence is introduced. We first revisit the standard MRAC system and analyze the tracking error bound by using L₂‐norm and Cauchy‐Schwartz inequality. Based on this analysis, we suggest a feasible way to compensate the undesired transient dynamics induced by the gradient descent–based adaptive laws subject to sluggish convergence or even parameter drift. Then, a modified adaptive law with an alternative leakage term containing the parameter estimation error is developed. With this adaptive law, the convergence of both the estimation error and tracking error can be proved simultaneously. This enhanced convergence property can contribute to deriving smoother control signal and improved control response. Moreover, this paper provides a simple and numerically feasible approach to online verify the well‐known persistent excitation condition by testing the positive definiteness of an introduced auxiliary matrix. Comparative simulations based on a benchmark 3‐DOF helicopter model are given to validate the effectiveness of the proposed MRAC approach and show the improved performance over several other MRAC schemes.     

双轴励磁同步发电机的实用线性最优励磁控制

本文研究了双轴励磁同步发电机的实用线性最优励磁控制。以易于测量的物理量作为状态变量,并推导出相应的双轴机系统线性状态方程以及线性最优励磁控制规律.计算机仿真结果表明:采用该励磁控制的双轮机能较大幅度地提高系统的静态稳定性和暂态稳定性.     

基于无源系统理论的励磁系统非线性最优控制

简要介绍了无源系统理论及无源最优控制方法。针对具有励磁控制的单机无穷大输电系统,求出其存储函数,并根据输出反馈无源定理,构造了系统关于一类二次性能指标下的非线性最优控制规律。仿真结果证明了该控制器的有效性。由于在控制器设计过程中未用到任何线性化方法,因而能够完整地保留系统的非线性特性。因此,文中所用的无源系统理论和无源化控制方法是实现电力系统非线性最优控制的一条新的途径。     

模糊变结构控制理论在发电机综合控制中的应用

以变结构控制理论为基础,利用模糊控制理论设计了带自调整因子的控制规律,用于设计汽轮发电机组的综合控制器,这种综合控制器能很好地把汽门控制和励磁控制结合起来,解决了常规变结构控制的抖动问题,改善了系统的暂态稳定性。