鲁棒近似反馈线性化方法及其在HVDC系统中的应用

论文摘要

研究非线性系统的控制问题具有重要的理论意义和实用价值。高压直流输电系统(简称HvDC系统)是典型非线性系统,HVDC系统是高度可控的,其中控制系统是直流输电技术的核心。HVDC系统能否正常运行与其基本控制器的性能息息相关。本论文对鲁棒近似反馈线性化控制方法进行了研究,研究结果解决了一类非线性系统的控制问题,并应用到HVDC系统中,并设计了相应的控制器。本论文的主要内容和研究结果包括:1)研究了单变量非线性系统的鲁棒近似反馈线性化控制方法,通过对单变量非线性系统的拓展研究,进行了多变量非线性系统的鲁棒近似反馈线性化方法的理论研究,核心思想是对包含非线性动态、外部扰动等系统不确定总体的扩张状态进行自动的估计和补偿,在避免复杂数学运算、抵消系统的非线性动态的同时,增强了对未知强非线性和不确定强扰动作用的鲁棒性和适应性。同时完善了相应的鲁棒近似反馈线性化控制器的设计方法。2)研究了HvDC系统及其控制特性,首先建立了HVDC系统的状念方程,并将鲁棒近似反馈线性化方法应用到HVDC直流输电系统中,在整流侧采用定直流电流,逆变侧定无功功率的控制方式,设计了高压直流输电系统鲁棒近似反馈线性化控制器。最后通过PSCAD和MATLAB分别对此控制器进行仿真,仿真结果证明了所设计控制器的有效性与优越性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 非线性系统反馈线性化控制策略概述
• 1.2.1 精确反馈线性化方法
• 1.2.2 近似反馈线性化方法
• 1.2.3 线性化鲁棒控制方法
• 1.3 本文主要工作及创新点
• 第二章 高压直流输电系统的控制原理
• 2.1 引言
• 2.2 HVDC 系统的组成
• 2.3 HVDC 系统的基本控制
• 2.3.1 控制特性
• 2.3.2 基本控制器模型
• 2.4 小结
• 第三章 基于单变量对象鲁棒近似反馈线性化控制方法
• 3.1 引言
• 3.2 控制器设计描述
• 3.3 控制器扩展研究
• 3.4 仿真算例
• 3.5 小结
• 第四章 基于多变量对象鲁棒近似反馈线性化控制方法
• 4.1 引言
• 4.2 控制器设计描述
• 4.3 控制器扩展研究
• 4.4 仿真算例
• 4.5 小结
• 第五章 鲁棒近似反馈线性化方法在HVDC 控制器中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 HVDC 系统基本控制模型及控制特性
• 5.2.1 基本系统控制模型
• 5.2.2 控制特性和数学模型
• 5.3 鲁棒近似反馈线性化基本控制器的设计
• 5.4 高压直流输电仿真模型的建立与结果
• 5.5 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
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