發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的抗飽和控制研究.pdf

1、發(fā)電機及其控制系統(tǒng)作為典型的非線性系統(tǒng)，存在著非線性、耦合性、時滯性等特征，而這類問題歷來是控制研究的熱點，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。從自動控制的角度來看，控制好發(fā)電機使之高效穩(wěn)定的運行，直接關(guān)系到整個區(qū)域的穩(wěn)定運行。針對發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)當(dāng)中存在的飽和問題進行了研究和抗飽和設(shè)計，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)定兩個方面來研究飽和系統(tǒng)的補償設(shè)計。對勵磁環(huán)節(jié)存在的飽和問題，根

2、據(jù)已知的線性控制器，運用魯棒控制LMI方法，設(shè)計抗飽和補償環(huán)節(jié)，以減弱飽和問題的發(fā)生。
　　 在暫態(tài)穩(wěn)定方面，勵磁控制器的超調(diào)會使調(diào)節(jié)系統(tǒng)進入強非線性區(qū)，使控制性能不理想。通過魯棒控制分析可知，在強干擾作用下，控制器性能指標(biāo)越好則越容易進入超調(diào)狀態(tài)。如采用增益矩陣反饋抗飽和理論，可設(shè)計包含抗飽和補償環(huán)節(jié)的勵磁控制器，通過線性矩陣不等式求解，便得到滿足限幅約束的可行解，再得到補償環(huán)節(jié)的增益矩陣。當(dāng)控制器超調(diào)時，補償環(huán)節(jié)會對原控制器

3、加以修正。仿真表明，在大擾動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)定控制器對低頻振蕩的抑制起到了至關(guān)重要的作用。當(dāng)飽和問題出現(xiàn)后，穩(wěn)定器所發(fā)揮的抑制效果會降低，此時通過增益矩陣反饋抗飽和補償控制方法，將飽和問題嚴(yán)重程度通過閉環(huán)反饋形式反映到補償環(huán)節(jié)來調(diào)整控制量，補償矩陣設(shè)計過程可以通過幾個滿足線性約束的矩陣不等式求解。仿真結(jié)果表明，運用抗飽和補償理論對勵磁環(huán)節(jié)進