基于能量的觀測(cè)器設(shè)計(jì)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、廣義Hamilton控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)Hamilton系統(tǒng)的推廣和發(fā)展，所描述的是一類既有與外部環(huán)境能量的交換，又有能量耗散還有能量產(chǎn)生的更為廣泛的開放系統(tǒng)．它結(jié)構(gòu)清晰、物理意義明確，Hamilton函數(shù)(系統(tǒng)的總能量)成為其可能的Lyapunov函數(shù)，該類系統(tǒng)在穩(wěn)定性分析、鎮(zhèn)定控制、H∞控制等問(wèn)題中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性． 在Hamilton系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)中，當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)不可測(cè)時(shí)，觀測(cè)器設(shè)計(jì)也同樣是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)．然而，關(guān)于Ham

2、ilton系統(tǒng)的觀測(cè)器設(shè)計(jì)問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，研究文獻(xiàn)非常之少，有用的結(jié)果幾乎沒有。最近，王玉振教授提出了“擴(kuò)張+反饋”的方法，成功地解決了一般PCH系統(tǒng)(Port—Controlled Hamiltonian System)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)問(wèn)題． 近幾年，Hamilton系統(tǒng)方法(又稱基于能量的控制方法)被廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)控制中．我們知道，電力系統(tǒng)是一個(gè)能量產(chǎn)生、傳輸和消耗的復(fù)雜系統(tǒng)，其能量平衡在整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行

3、中起至關(guān)重要的作用，將能量函數(shù)作為L(zhǎng)yapunov函數(shù)進(jìn)行控制設(shè)計(jì)是很自然的．在電力系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)中，狀態(tài)反饋是一個(gè)非常關(guān)鍵的手段。但是，由于電力系統(tǒng)的復(fù)雜性，一些狀態(tài)信號(hào)不容易直接測(cè)得。在這種情況下，狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)是必需的一個(gè)環(huán)節(jié)。觀測(cè)器能重構(gòu)系統(tǒng)的狀態(tài)，從而使反饋控制得以實(shí)現(xiàn)． 本文對(duì)一類Hamilton系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究，并將結(jié)果應(yīng)用于幾類動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(線性系統(tǒng)、時(shí)變系統(tǒng)、非線性系統(tǒng))。首先，我們對(duì)一類Hamilto

4、n系統(tǒng)的觀測(cè)器設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并提出了一種新的設(shè)計(jì)方法；然后，運(yùn)用這種方法對(duì)幾類線性系統(tǒng)、時(shí)變系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)進(jìn)行了觀測(cè)器的設(shè)計(jì)。其次，我們研究了一類Hamilton系統(tǒng)的跟蹤控制問(wèn)題，對(duì)此系統(tǒng)提出了一種新的控制設(shè)計(jì)方法。基于這種方法，我們研究了線性系統(tǒng)、時(shí)變系統(tǒng)的跟蹤控制問(wèn)題。 本文的另一工作是基于Hamilton系統(tǒng)，運(yùn)用“擴(kuò)展+反饋”的設(shè)計(jì)方法，研究了單機(jī)無(wú)窮大電力系統(tǒng)、同時(shí)帶有勵(lì)磁和氣門開度控制的電力系統(tǒng)以及多機(jī)電力系統(tǒng)的