基于迭代學(xué)習(xí)控制理論的勵(lì)磁控制研究.pdf

1、電力系統(tǒng)中，優(yōu)良的勵(lì)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?lì)磁方式的廣泛采用使得新型勵(lì)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(xiàn)性，當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)改變時(shí)(如負(fù)荷大幅度波動(dòng)或發(fā)生嚴(yán)重的故障時(shí))，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性會(huì)顯著改變。此時(shí)，線(xiàn)性控制器往往不能滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，除非采取切機(jī)、電阻制動(dòng)、甩負(fù)荷等緊急控制措施來(lái)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(xiàn)性模型，并同時(shí)考慮系統(tǒng)非線(xiàn)性特性的電力系統(tǒng)非線(xiàn)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(xiàn)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(lì)磁控制中，提出采用迭代學(xué)習(xí)控制實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制，以期改善控制系統(tǒng)的動(dòng)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(guò)渡時(shí)間等等。 本文建立了單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的迭代學(xué)習(xí)控制結(jié)構(gòu)，分析了在單機(jī)無(wú)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(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制的收斂性，并通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明得出其收斂條件，通過(guò)迭代學(xué)習(xí)改善勵(lì)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(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)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?cè)鲆娴牡鷮W(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(wú)窮大系統(tǒng)和兩機(jī)系統(tǒng)的勵(lì)磁控制上，在系統(tǒng)遭受大小擾動(dòng)時(shí)

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(lì)磁控制器的設(shè)計(jì)，使迭代學(xué)習(xí)控制對(duì)u(t)的記憶與修正改成對(duì)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(shí)間區(qū)間上實(shí)現(xiàn)完全跟蹤的限制，提出了擬合勵(lì)磁控制器參數(shù)的新方法。該方法設(shè)計(jì)的控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可獲得較佳的動(dòng)態(tài)特性。 在分析常規(guī)PI

5、D勵(lì)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(jì)非線(xiàn)性PID勵(lì)磁控制器，介紹該控制器的設(shè)計(jì)原理，利用最小二乘法擬合控制器的參數(shù)，在單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)中進(jìn)行計(jì)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(yàn)其進(jìn)行勵(lì)磁控制的效果。采用該方法設(shè)計(jì)的勵(lì)磁控制器在經(jīng)歷大小擾動(dòng)時(shí)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(dòng)態(tài)特性；同時(shí)穩(wěn)定裕度能滿(mǎn)足性能指標(biāo)的要求，具有較好的靜態(tài)特性。 通過(guò)對(duì)以上各種迭代學(xué)習(xí)控制算法的理論