同步发电机励磁系统的迭代学习控制研究

摘要

在电力系统的运行中，保证系统的稳定性和提高电压质量的重要方法之一是提高同步发电机励磁控制系统的稳定性，相比较其它提高电力系统稳定性所采取的措施，励磁控制系统的控制具有易于实现、高效性的优点。
　　迭代学习控制不依赖于系统的精确数学模型，通过利用系统的先验知识来不断修正当前控制输入信号，来达到逼近期望值的方法，且该算法结构简单、能达到较高的跟踪精度，又能够较好地适应不确定性、非线性强耦合，这正符合电力系统的特点，因此本文从迭代学习控制的原理出发，将迭代学习控制方法应用到同步发电机励磁控制系统中，改善系统的动态品质，达到理想控制效果。
　　本文针对电力系统励磁控制问题，从改善控制算法方面进行研究，主要工作如下:
　　1.本文首先针对线性定常系统分析其开环PID型迭代学习控制并给出收敛性分析，然后针对非线性时变系统给出了其闭环D型迭代学习律，并进行了收敛性分析，接着导出了加速D型学习律。
　　2.本文从对控制信息的利用方面讨论了开环学习和闭环学习的各自优缺点，在此基础上总结并引入了基于遗忘因子的开闭环PID型迭代学习律，此学习律能同时充分利用系统前次运行信息和当次运行的信息，能进步一改善控制性能。
　　3.本文重点以单机无穷大系统为例，将基于遗忘因子的PID型迭代学习控制方法应用于其励磁控制器设计，并给出详细的收敛性分析和证明。此方法通过不断迭代来改善励磁控制器的特性，使其能够很好的维持同步发电机机端电压稳定的能力，控制效果良好，调压效果理想，并且易于实现。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 电力系统励磁控制发展

1．2．1 基于单变量的设计

1．2．2 线性多变量控制方式

1．2．3 非线性多变量励磁控制方式

1．2．4 智能控制方法

1．3 迭代学习控制的研究内容以及发展

1．4 本文主要研究内容

第2章 同步发电机励磁系统

2．1 同步发电机励磁系统概述

2．2 电力系统稳定性分析

2．3 同步发电机励磁系统的组成

2．4 对励磁控制器的基本要求

2．5 总结

第3章 迭代学习控制原理

3．1 迭代学习控制基本思想

3．2 迭代学习控制数学描述

3．2．1 可重复运行连续系统

3．2．2 迭代学习控制目标

3．2．3 迭代学习控制律

3．2．4 迭代学习控制的终止条件

3．3 迭代学习控制的收敛性研究

3．3．1 PID型迭代学习控制

3．3．2 D型迭代学习控制

3．3．3 加速D型迭代学习控制

3．4 总结

第4章 开闭环迭代学习控制在励磁控制中的应用研究

4．1 单机无穷大电力励磁控制系统模型

4．2 单机无穷大励磁控制系统的迭代学习控制器设计

4．2．1 开闭环迭代学习控制器结构

4．2．2 收敛性证明

4．3 两机系统的迭代学习控制

4．3．1 两机电力系统模型

4．4 总结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果