基于迭代學(xué)習(xí)控制理論的勵磁控制研究.pdf

1、電力系統(tǒng)中，優(yōu)良的勵磁控制系統(tǒng)不僅可以保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，而且可以有效地提高發(fā)電機(jī)及其相聯(lián)的電力系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效方法?？焖賱畲欧绞降膹V泛采用使得新型勵磁控制方式的研究具有重要意義，由于電力系統(tǒng)具有高度非線性，當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)改變時(如負(fù)荷大幅度波動或發(fā)生嚴(yán)重的故障時)，系統(tǒng)的動態(tài)特性會顯著改變。此時，線性控制器往往不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，除非采取切機(jī)、電阻制動、甩負(fù)荷等緊急控制措施來保證系統(tǒng)的穩(wěn)

2、定性，因此有必要采用基于電力系統(tǒng)的非線性模型，并同時考慮系統(tǒng)非線性特性的電力系統(tǒng)非線性控制器。從迭代學(xué)習(xí)控制的控制機(jī)理出發(fā)，結(jié)合電力系統(tǒng)強(qiáng)非線性化的特點(diǎn)，本文將迭代學(xué)習(xí)控制理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)勵磁控制中，提出采用迭代學(xué)習(xí)控制實現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)勵磁控制，以期改善控制系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)，如抑制超調(diào)，加快控制律的收斂速度，獲得較短的過渡時間等等。 本文建立了單機(jī)無窮大系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵磁的迭代學(xué)習(xí)控制結(jié)構(gòu)，分析了在單機(jī)無窮大系統(tǒng)和兩機(jī)系統(tǒng)中采用D

3、型和PID型迭代學(xué)習(xí)控制律實現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)勵磁控制的收斂性，并通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明得出其收斂條件，通過迭代學(xué)習(xí)改善勵磁控制器的特性，使其具有較強(qiáng)的維持同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的能力，調(diào)壓效果理想，實現(xiàn)方法簡單，與常規(guī)的PID控制相比較，具有更好的收斂性和穩(wěn)定性，而且該控制器不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 提出了一種變增益的迭代學(xué)習(xí)律，將PID-PI型和PID-PID型迭代學(xué)習(xí)控制算法應(yīng)用于單機(jī)無窮大系統(tǒng)和兩機(jī)系統(tǒng)的勵磁控制上，在系統(tǒng)遭受大小擾動時

4、，發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓都能維持在額定電壓的±5﹪范圍內(nèi)，收斂速度得到很大的提高，穩(wěn)定裕度有所增加，提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且該控制器不影響系統(tǒng)的同步運(yùn)行。 將迭代學(xué)習(xí)控制理論應(yīng)用于勵磁控制器的設(shè)計，使迭代學(xué)習(xí)控制對u(t)的記憶與修正改成對期望控制ud(t)的記憶與修正，克服了迭代學(xué)習(xí)控制在有限時間區(qū)間上實現(xiàn)完全跟蹤的限制，提出了擬合勵磁控制器參數(shù)的新方法。該方法設(shè)計的控制器結(jié)構(gòu)簡單，可獲得較佳的動態(tài)特性。 在分析常規(guī)PI

5、D勵磁控制方式的基礎(chǔ)上，采用迭代學(xué)習(xí)控制理論設(shè)計非線性PID勵磁控制器，介紹該控制器的設(shè)計原理，利用最小二乘法擬合控制器的參數(shù)，在單機(jī)無窮大系統(tǒng)中進(jìn)行計算機(jī)仿真，系統(tǒng)地分析該控制器的靜態(tài)和暫態(tài)響應(yīng)，檢驗其進(jìn)行勵磁控制的效果。采用該方法設(shè)計的勵磁控制器在經(jīng)歷大小擾動時仍然能將發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓維持在額定電壓的±5﹪范圍內(nèi)，具有較好的動態(tài)特性；同時穩(wěn)定裕度能滿足性能指標(biāo)的要求，具有較好的靜態(tài)特性。 通過對以上各種迭代學(xué)習(xí)控制算法的理論