执行依赖启发式动态规划在高压直流输电整流控制中的应用

摘要

高压直流输电系统(HVDC)是一个典型的非线性系统,难以建立系统精确的数学模型。工程中的HVDC系统整流控制器主要为传统的PID控制器,虽然其结构简单、易实现,且在正常稳态时具有较好的鲁棒性和较满意的运行效果,但当系统受到大干扰时,控制器存在自适应能力差、动态过程调节时间长、控制效果不理想的问题,传统控制器面I临着新的挑战。自适应动态规划(ADP)是一种适合解决复杂的非线性和不确定问题的优化控制方法,其中的执行依赖启发式动态规划(ADHDP)方法不仅不依赖于控制系统的数学模型而且可以很好地实现在线训练,因此,在一定程度上可消除由于控制系统模型误差和某些不确定性干扰所产生的影响。
　　 本文主要研究执行依赖启发式动态规划ADHDP在HVDC整流控制中的应用问题。针对HVDC整流控制系统,完成了基于BP神经网络的ADHDP整流控制器和单神经元自适应PID整流控制器的设计,研究和推导了两种控制器的控制算法,给出了两种控制算法实现的程序流程,采用MATLAB中S-函数M语言编写了两种控制器的算法程序,经模块化后分别嵌入12脉冲桥结构的HVDC系统整流侧定电流控制简化模型和整流侧定电流控制、逆变侧定电压控制模型进行仿真研究,并与传统PID整流控制器的控制效果进行了对比。结果表明,所设计的两种整流控制器超调量小、调节时间短,自适应能力强,控制效果良好,相比之下,ADHDP整流控制器的控制效果优于单神经元自适应PID整流控制器;采用MATLAB中S-函数M语言编写控制器算法并嵌入仿真系统,能明显提高系统仿真的速度和精度。