發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的抗飽和控制研究.pdf

1、發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)作為典型的非線性系統(tǒng)，存在著非線性、耦合性、時(shí)滯性等特征，而這類問(wèn)題歷來(lái)是控制研究的熱點(diǎn)，其中飽和環(huán)節(jié)的存在嚴(yán)重影響著系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。從自動(dòng)控制的角度來(lái)看，控制好發(fā)電機(jī)使之高效穩(wěn)定的運(yùn)行，直接關(guān)系到整個(gè)區(qū)域的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)當(dāng)中存在的飽和問(wèn)題進(jìn)行了研究和抗飽和設(shè)計(jì)，完善了非線性控制理論在工程中的應(yīng)用。
　　 本文從暫態(tài)穩(wěn)定和小干擾穩(wěn)定兩個(gè)方面來(lái)研究飽和系統(tǒng)的補(bǔ)償設(shè)計(jì)。對(duì)勵(lì)磁環(huán)節(jié)存在的飽和問(wèn)題，根

2、據(jù)已知的線性控制器，運(yùn)用魯棒控制LMI方法，設(shè)計(jì)抗飽和補(bǔ)償環(huán)節(jié)，以減弱飽和問(wèn)題的發(fā)生。
　　 在暫態(tài)穩(wěn)定方面，勵(lì)磁控制器的超調(diào)會(huì)使調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)入強(qiáng)非線性區(qū)，使控制性能不理想。通過(guò)魯棒控制分析可知，在強(qiáng)干擾作用下，控制器性能指標(biāo)越好則越容易進(jìn)入超調(diào)狀態(tài)。如采用增益矩陣反饋抗飽和理論，可設(shè)計(jì)包含抗飽和補(bǔ)償環(huán)節(jié)的勵(lì)磁控制器，通過(guò)線性矩陣不等式求解，便得到滿足限幅約束的可行解，再得到補(bǔ)償環(huán)節(jié)的增益矩陣。當(dāng)控制器超調(diào)時(shí)，補(bǔ)償環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)原控制器

3、加以修正。仿真表明，在大擾動(dòng)狀況下附加抗飽和環(huán)節(jié)后，能有效地抑制控制器超調(diào)，提高發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定控制能力。
　　 在小干擾穩(wěn)定方面，系統(tǒng)穩(wěn)定控制器對(duì)低頻振蕩的抑制起到了至關(guān)重要的作用。當(dāng)飽和問(wèn)題出現(xiàn)后，穩(wěn)定器所發(fā)揮的抑制效果會(huì)降低，此時(shí)通過(guò)增益矩陣反饋抗飽和補(bǔ)償控制方法，將飽和問(wèn)題嚴(yán)重程度通過(guò)閉環(huán)反饋形式反映到補(bǔ)償環(huán)節(jié)來(lái)調(diào)整控制量，補(bǔ)償矩陣設(shè)計(jì)過(guò)程可以通過(guò)幾個(gè)滿足線性約束的矩陣不等式求解。仿真結(jié)果表明，運(yùn)用抗飽和補(bǔ)償理論對(duì)勵(lì)磁環(huán)節(jié)進(jìn)