首页> 中文学位 >具有状态和输入约束的电力系统非线性控制器的设计
【6h】

具有状态和输入约束的电力系统非线性控制器的设计

代理获取

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 电力系统控制的研究背景及意义

1.2 电力系统的控制结构

1.3 励磁和汽门控制的发展及研究现状

1.4 本文主要工作

第2章 励磁和汽门系统控制模型的分析

2.1 引言

2.2 同步发电机转子运动方程

2.3 同步发电机励磁绕组动态方程

2.4 汽门开度控制系统数学模型描述

2.5 本章小结

第3章 励磁和汽门系统的Minimax自适应切换协调控制

3.1 引言

3.2 汽门的Backstepping自适应Minimax切换控制

3.2.1 汽门切换控制模型的建立

3.2.2 系统非线性大干扰自适应控制器设计

3.2.3 切换律设计

3.2.4 仿真分析

3.3 励磁和汽门系统非线性自适应Minimax切换协调控制

3.3.1 励磁汽门切换控制模型的建立

3.3.2 励磁汽门协调控制器的设计

3.3.3 切换律的设计

3.3.4 仿真分析

3.4 本章小结

第4章 考虑状态和输入约束的励磁和汽门系统协调控制

4.1 引言

4.2 励磁和汽门系统协调控制器设计

4.2.1 励磁汽门协调控制模型建立

4.2.2 考虑状态和输入约束的励磁和汽门系统控制器的设计

4.2.3 切换律的设计

4.3 仿真分析

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所做的工作

展开▼

摘要

电力系统是一个极其复杂的非线性动态系统,包含输配电线路和多种设备,它们之间相互影响,相互联系而形成巨维数电力网络。随着电力工业的迅速发展,电网结构日益复杂和庞大,而实现安全、经济、可靠的供电是电力系统发展的必然趋势。而且,对于电力系统而言,主要的控制问题包括汽门开度控制和发电机励磁控制。本文综合考虑以上控制问题,基于Backstepping方法研究了励磁与汽门开度的协调控制问题。具体工作归纳如下:
  首先,描述了电力系统中基本控制问题,电力系统稳定性条件以及电力系统控制的研究意义及现状。并以发电机励磁和汽门非线性模型为基础,考虑系统受到的功率干扰和阻尼系数存在的不确定,完善了系统的基础模型。
  其次,是发电机汽门开度系统控制器的设计。针对系统内部参数不确定,采用参数映射机制设计自适应律;针对模型的非线性利用Backstepping设计控制器;针对模型中的外界干扰,在设计过程中结合Minimax方法;对系统控制量幅值约束问题,引入了切换机制,保证了控制输入的有界性。
  然后,由于汽门设计过程中是假设励磁电势最优,但在其设计过程中会对励磁电压造成影响,从而进一步研究了励磁和汽门开度的协调控制问题。利用自适应Backstepping结合Minimax同时设计了励磁控制输入和汽门控制输入,同样针对汽门控制输入的幅值约束问题,引入了切换机制。通过与传统控制器的对比仿真曲线,可见设计的控制器使系统响应时间较短,过渡过程更加平滑,对干扰有较强不敏感性,而且控制输入都在设定范围内。
  接下来,在以上研究内容的基础上,又考虑了系统状态幅值受限,设计了励磁和汽门协调控制器。根据状态的约束构造障碍Lyapunov函数,并利用自适应Backstepping结合Minimax,同时设计了励磁控制器和汽门控制器。针对汽门控制的幅值约束问题,引入了切换机制。解决了系统中参数不确定,外部干扰,状态和输入受限的问题。通过仿真图,可以看出受限的状态没有超过受限范围,且其余状态都能稳定运行。
  最后,对全文工作进行结论并对未来的研究方向做出展望。

著录项

  • 作者

    李欣;

  • 作者单位

    东北大学;

  • 授予单位 东北大学;
  • 学科 控制理论与控制工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 井元伟;
  • 年度 2014
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TM571.61;
  • 关键词

    非线性控制器; 汽门开度; 电机励磁; 约束机制;

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号