预测控制在同步发电机励磁非线性控制中的应用

摘要

随着社会的进步和科技的发展，电力系统的规模也日益庞大，随之而来的由于电力系统稳定问题而引发的电力系统崩溃事件也时有发生，在诸多改善和提高电力系统稳定运行的方法中，发电机的励磁控制是多学者一致认为的有效措施之一。本文将对仿射非线性系统有良好控制效果的预测控制应用于励磁非线性控制的研究中，达到改善励磁以及提高整个电力系统平稳运行的目的。
　　本文基于电力系统中励磁系统控制技术发展的现状，针对励磁控制系统的非线性特征，结合预测控制基本原理，在模型算法控制的基础上，学习了常用的基于Taylor级数法的预测模型处理方法，并根据Taylor级数法推导得出的预测模型推导了非线性控制规律。在进一步的研究中，为了提高预测模型精度，改变预测模型的处理方法，将ADAMS法作为预测模型处理方法，得到了基于ADAMS方法的预测模型进而推导了非线性控制规律。针对以机端电压的偏差作为输出函数的仿射非线性系统，在单机无穷大系统中，将所推导的控制规律作用于励磁控制系统。
　　为了兼顾发电机机端电压的调节精度，有效地提高发电机组的运行稳定性和协调系统各状态量的动静态性能，将输出函数选取为多各状态量的加权组合形式，得到了Taylor级数法与ADAMS方法控制规律，最后将上述所说的两种方法得到的控制规律进行对比，对所得规律进行验证。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 发电机励磁控制的发展和现状

1.3 预测控制算法的发展及其应用

1.4 课题的选题背景和意义

1.5 本文研究内容及章节安排

第二章 预测控制的原理及预测方法的研究

2.1 相关的预备知识

2.2 预测控制的理论

2.3 基于Taylor级数法的预测控制

2.4 基于ADAMS法的预测控制

2.5小结

第三章 同步发电机单变量励磁控制器的设计

3.1 系统数学模型

3.2 基于Taylor级数法的单变量励磁控制器的设计

3.3 基于ADAMS法的单变量励磁控制器的设计

3.4 单变量励磁控制器的实现与仿真

3.5 小结

第四章 同步发电机多变量励磁控制器的设计

4.1 多变量励磁控制器输出函数的选取

4.2 基于Taylor级数法的多变量励磁控制器的设计

4.3 基于ADAMS法的多变量励磁控制器的设计

4.4 多变量励磁控制器的实现与仿真

4.5小结

第五章 结论

5.1 本文主要工作

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果