柴油发电机组混合H2/H∞励磁控制研究

柴油发电机组混合H2/H∞励磁控制研究

论文摘要

同步发电机的励磁控制是保证电力系统稳定的重要手段之一。自20世纪50年代以来,励磁系统控制方式的研究取得了一系列的成果。本文将同步发电机励磁系统的性能要求转化为标准混合H2/H∞控制问题,研究了同步发电机励磁控制系统。混合H2/H∞控制理论是近年学术界的研究热门,它属于鲁棒控制范畴,旨在考虑模型不确定性的情况下,提高系统的鲁棒稳定性和鲁棒性。本文利用此理论的优点,应用线性矩阵不等式(LMI)方法来求解混合H2/H∞控制器,此方法简单易行,结果令人满意。本文简单介绍了电力系统各组成部分的数学模型后,给出了同步发电机励磁系统简单和复杂模型,又在此基础上,通过调节加权矩阵,分别设计了混合H2/H∞控制器,并进行仿真分析。由于同步发电机的原动机转速和发电机电压的耦合关系,使设计者在设计励磁系统的同时不得不考虑转速控制。因此,本文在第五章设计了单机系统混合H2/H∞综合控制器,此控制器旨在减弱励磁系统合调速系统的耦合关系,使电力系统更加稳定可靠。本文针对单机系统作了一定的研究后,又尝试了混合H2/H∞综合控制器在电站同步发电机组并联中的应用。多机并联虽是各种电站都具备的模式,其理论及计算方法却十分复杂。本文第六章给出了一些简单的设计思路,效果良好。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 励磁控制的发展与研究现状
  • 2/H控制理论及发展'>1.3 混合H2/H控制理论及发展
  • 2/H混合优化问题的提出'>1.3.1 H2/H混合优化问题的提出
  • 2/H混合优化问题中的Riccati方程法'>1.3.2 H2/H混合优化问题中的Riccati方程法
  • 2/H优化问题中的应用'>1.3.3 NASH均衡理论在求解混合H2/H优化问题中的应用
  • 2/H混合优化中应用'>1.3.4 遗传算法在H2/H混合优化中应用
  • 2/H优化问题中的应用'>1.3.5 凸优化方法在混合H2/H优化问题中的应用
  • 1.4 本文的主要研究工作
  • 2/H理论简介'>第2章 混合H2/H理论简介
  • 2.1 问题描述
  • 2.1.1 系统模型
  • 2鲁棒性能指标'>2.1.2 H2鲁棒性能指标
  • 2.1.3 二次稳定系统
  • 2鲁棒性能指标'>2.2 H2鲁棒性能指标
  • 2鲁棒性能指标与二次稳定'>2.2.1 H2鲁棒性能指标与二次稳定
  • 2鲁棒性能指标与Riccati方程'>2.2.2 H2鲁棒性能指标与Riccati方程
  • ∞控制'>2.3 H控制
  • ∞控制'>2.3.1 状态反馈H控制
  • 2控制'>2.4 H2控制
  • 2/H控制'>2.5 混合H2/H控制
  • 2.6 本章小结
  • 2/H控制器的设计'>第3章 同步发电机系统数学模型及H2/H控制器的设计
  • 3.1 同步发电机的数学模型
  • 3.2 同步发电机及励磁机的简化模型
  • 3.3 同步发电机及励磁机的复杂模型
  • 3.4 静负荷数学模型
  • 3.5 动负荷数学模型
  • 2/H控制器的设计'>3.6 H2/H控制器的设计
  • 3.7 系统仿真及分析
  • 3.7.1 对于简化模型的仿真和分析
  • 3.7.2 对于复杂模型的仿真和分析
  • 3.8 本章小节
  • 2/H综合控制器的设计'>第4章 柴油发电机组H2/H综合控制器的设计
  • 4.1 调速系统模型
  • 2/H综合控制器的求取与仿真分析'>4.2 H2/H综合控制器的求取与仿真分析
  • 4.3 本章小节
  • 2/H控制器在柴油发电机组并联中的应用'>第5章 H2/H控制器在柴油发电机组并联中的应用
  • 5.1 发电机组并联理论简介
  • 5.1.1 并联运行的条件
  • 5.1.2 投入并联的方法
  • 5.1.3 负荷分配
  • 5.1.4 功率分配
  • 5.2 计算机仿真原理及结果
  • 5.3 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

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