本文關(guān)鍵詞：基于動(dòng)態(tài)面方法的電力系統(tǒng)勵(lì)磁控制設(shè)計(jì)

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【摘要】：電力系統(tǒng)是一類復(fù)雜、非線性、高階的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)。近年來,隨著社會(huì)生產(chǎn)水平的不斷提高,用電需求量不斷增大,使得電力系統(tǒng)的單機(jī)容量越來越大,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,這對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分,主要承擔(dān)控制機(jī)端電壓和分配發(fā)電機(jī)無功功率的任務(wù),因此先進(jìn)的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制技術(shù)是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性最有效和最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段之一。本文針對(duì)單機(jī)無窮大電力系統(tǒng),運(yùn)用動(dòng)態(tài)面控制技術(shù)設(shè)計(jì)勵(lì)磁控制律,并針對(duì)電力系統(tǒng)在不確定干擾和輸入飽和限制條件下,研究動(dòng)態(tài)面控制器的穩(wěn)定性問題。具體的工作歸納如下:第一章,主要介紹了研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要意義,勵(lì)磁控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及非線性控制理論在這一問題上的應(yīng)用,并簡(jiǎn)要地描述了本文的主要工作。第二章,主要描述了單機(jī)無窮大勵(lì)磁控制電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模過程。第三章,簡(jiǎn)要介紹了非線性控制理論的一些基本概念,重點(diǎn)描述了動(dòng)態(tài)面控制律的設(shè)計(jì)方法,并針對(duì)嚴(yán)參數(shù)反饋不確定非線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)面控制器,通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出原系統(tǒng)線性化的閉環(huán)動(dòng)態(tài)誤差方程,從而利用該誤差方程分析非線性動(dòng)態(tài)面控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第四章,針對(duì)不確定未知干擾的單機(jī)無窮大電力系統(tǒng),使用動(dòng)態(tài)面方法設(shè)計(jì)勵(lì)磁控制器;并利用勵(lì)磁系統(tǒng)的閉環(huán)動(dòng)態(tài)誤差方程,通過構(gòu)造李亞普諾夫函數(shù)推導(dǎo)出勵(lì)磁系統(tǒng)二次方穩(wěn)定性定理;同時(shí)根據(jù)穩(wěn)定性定理尋找合適的動(dòng)態(tài)面參數(shù),保證系統(tǒng)在簡(jiǎn)化的控制律下具有更好的穩(wěn)定性。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的有效性。第五章,針對(duì)輸入飽和限制的不確定單機(jī)無窮大電力系統(tǒng),設(shè)計(jì)飽和動(dòng)態(tài)面勵(lì)磁控制律,并提出了一種基于二次方穩(wěn)定性的實(shí)用穩(wěn)定域估計(jì)方法。同時(shí)為了降低飽和控制器的保守性,引入了飽和階次的概念,并將飽和系統(tǒng)的二次方穩(wěn)定性定理轉(zhuǎn)化線性矩陣不等式約束優(yōu)化問題,使用MATLAB軟件求解出飽和系統(tǒng)的橢球不變集。仿真驗(yàn)證了此方法的可行性。第六章,總結(jié)了本文的主要工作并給出下一步工作的展望。
【關(guān)鍵詞】：電力系統(tǒng) 非線性系統(tǒng) 勵(lì)磁控制 動(dòng)態(tài)面控制技術(shù) 不確定外部干擾 輸入飽和 吸引域 二次方穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM712
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性概述13-15
• 1.1.1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究意義13-14
• 1.1.2 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義與分類14-15
• 1.2 電力系統(tǒng)勵(lì)磁控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)描述15-16
• 1.2.2 非線性控制理論在勵(lì)磁系統(tǒng)中的應(yīng)用16-19
• 1.3 輸入飽和勵(lì)磁控制系統(tǒng)19
• 1.4 本文主要研究工作與內(nèi)容安排19-21
• 第二章 電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型21-28
• 2.1 電力系統(tǒng)建模概述21
• 2.2 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程21-23
• 2.3 單機(jī)無窮大電力系統(tǒng)輸出功率方程23-25
• 2.4 單機(jī)無窮大勵(lì)磁控制系統(tǒng)建模25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 動(dòng)態(tài)面控制方法的基本原理28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 非線性控制理論的一些基本概念28-33
• 3.2.1 李亞普諾夫穩(wěn)定性理論相關(guān)知識(shí)28-31
• 3.2.2 凸優(yōu)化的一些基本概念31-32
• 3.2.3 S-procedure32
• 3.2.4 線性矩陣不等式32-33
• 3.3 基于動(dòng)態(tài)面方法非線性系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)33-36
• 3.4 動(dòng)態(tài)面控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析36-40
• 3.4.1 動(dòng)態(tài)面控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差方程36-39
• 3.4.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 電力系統(tǒng)非線性動(dòng)態(tài)面勵(lì)磁控制器設(shè)計(jì)41-52
• 4.1 引言41
• 4.2 勵(lì)磁控制非線性電力系統(tǒng)模型41-43
• 4.3 動(dòng)態(tài)面勵(lì)磁控制器設(shè)計(jì)43-44
• 4.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及控制器參數(shù)選擇44-48
• 4.5 仿真結(jié)果與分析48-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 第五章 考慮輸入飽和的動(dòng)態(tài)面勵(lì)磁控制技術(shù)及其穩(wěn)定性分析52-68
• 5.1 引言52-53
• 5.2 飽和系統(tǒng)的一些基本概念53-54
• 5.2.1 飽和環(huán)節(jié)的定義和分類53-54
• 5.2.2 飽和系統(tǒng)的研究方法54
• 5.3 考慮輸入飽和的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)面勵(lì)磁控制技術(shù)54-58
• 5.3.1 輸入飽和勵(lì)磁控制器設(shè)計(jì)54-55
• 5.3.2 輸入飽和電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差方程55-58
• 5.4 飽和系統(tǒng)二次方穩(wěn)定性和吸引域估計(jì)58-61
• 5.5 系統(tǒng)仿真驗(yàn)證及結(jié)果分析61-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74

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