復(fù)雜大系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)構(gòu)控制及其應(yīng)用研究.pdf

1、利用復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和綜合是大系統(tǒng)理論研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。由于大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)復(fù)雜，給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和綜合帶來(lái)了很大的困難，因此該問(wèn)題的研究對(duì)大系統(tǒng)理論的發(fā)展具有十分重要的意義。目前這方面已有很多研究成果，但其中關(guān)于結(jié)構(gòu)變化情況下系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)鎮(zhèn)定問(wèn)題及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息處理問(wèn)題的研究尚不完善，且有待于形成系統(tǒng)化的理論體系。本文從復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化、結(jié)構(gòu)信息處理與控制設(shè)計(jì)的角度，研究了復(fù)雜大系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)構(gòu)控制理論，對(duì)該理論在互聯(lián)電力系統(tǒng)A

2、GC中的應(yīng)用進(jìn)行了嘗試。其主要工作有以下幾個(gè)方面： 系統(tǒng)地進(jìn)行了復(fù)雜大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制方面的綜述性研究。從系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變化兩個(gè)角度綜述了大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制規(guī)律的研究成果，指出了這一領(lǐng)域中還需進(jìn)一步探討的問(wèn)題。 對(duì)Siljak提出的有機(jī)結(jié)構(gòu)控制概念進(jìn)行了擴(kuò)充。增加了大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)擴(kuò)展情況下即在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加入了新結(jié)構(gòu)的情況下關(guān)聯(lián)鎮(zhèn)定的概念，定義了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)擴(kuò)展時(shí)的關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性，系統(tǒng)地列出了有機(jī)結(jié)構(gòu)控制理論要解

3、決的基本問(wèn)題，使該理論得到了進(jìn)一步的完善和系統(tǒng)化。 提出了擴(kuò)展結(jié)構(gòu)大系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)構(gòu)控制方法。采用線性矩陣不等式(LMI)方法解決了此類系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)鎮(zhèn)定和魯棒關(guān)聯(lián)鎮(zhèn)定問(wèn)題。文中首先基于Lyapunov穩(wěn)定性理論推導(dǎo)了一類擴(kuò)展結(jié)構(gòu)大系統(tǒng)可關(guān)聯(lián)鎮(zhèn)定的充分條件，并給出擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的分散鎮(zhèn)定控制器的設(shè)計(jì)方法。其次，根據(jù)互聯(lián)和結(jié)構(gòu)的不確定性，推導(dǎo)了此類系統(tǒng)魯棒關(guān)聯(lián)鎮(zhèn)定的LMI條件，給出了該條件下控制器的設(shè)計(jì)方法。 研究了有機(jī)結(jié)構(gòu)控制方法在

4、電力系統(tǒng)AGC中的應(yīng)用。首先根據(jù)多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)特點(diǎn)及其分散自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的控制要求，建立了偏差形式的多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)狀態(tài)空間模型；然后分別研究了三區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)AGC的有機(jī)結(jié)構(gòu)控制方法、具有多控制器的電力系統(tǒng)．AGC的可靠鎮(zhèn)定方法以及擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的互聯(lián)電力系統(tǒng)AGC的有機(jī)結(jié)構(gòu)控制方法。研究可知有機(jī)結(jié)構(gòu)控制的設(shè)計(jì)方法，不但能夠保證電力系統(tǒng)AGC的正常運(yùn)行，而且可使系統(tǒng)具有較好的控制性能，是一種方便實(shí)用的設(shè)計(jì)方法。 研究

5、了一類互聯(lián)電力系統(tǒng)在三種情況下的魯棒關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性分析問(wèn)題。即在不確定結(jié)構(gòu)擾動(dòng)下的魯棒關(guān)聯(lián)穩(wěn)定問(wèn)題、具有不穩(wěn)定子系統(tǒng)的互聯(lián)電力系統(tǒng)在某些互聯(lián)固定情況下的部分魯棒關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性問(wèn)題以及具有不確定參數(shù)的互聯(lián)電力系統(tǒng)的魯棒關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性問(wèn)題。利用Lyapunov穩(wěn)定性分析方法及范數(shù)、特征值的性質(zhì)提出了一種魯棒關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性分析的新方法，通過(guò)該方法可以得到關(guān)聯(lián)穩(wěn)定條件下不確定參數(shù)的魯棒界。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息約束的角度研究了基于特殊重疊分解的多區(qū)域特殊結(jié)構(gòu)(鏈型、環(huán)

6、型和星型結(jié)構(gòu))互聯(lián)電力系統(tǒng)AGC的有機(jī)結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出一種能改善特殊結(jié)構(gòu)互聯(lián)系統(tǒng)魯棒分散控制性能的有機(jī)結(jié)構(gòu)控制方法。研究結(jié)果表明在設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)考慮系統(tǒng)的重疊可以改善系統(tǒng)的控制性能。該研究結(jié)果為復(fù)雜系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新思路。 研究了基于包含原理的重疊結(jié)構(gòu)分解方法對(duì)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)構(gòu)控制性能的影響。以重疊互聯(lián)電力系統(tǒng)的AGC為背景，用四種不同的分解方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行處理后，對(duì)其進(jìn)行有機(jī)結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)。仿真研究表明，選擇不同的重疊結(jié)構(gòu)分