双时间尺度电力系统动态模型降阶研究(一)——电力系统奇异摄动模型 被引量：26

1

作者 刘永强 严正 +1 位作者 倪以信 吴复立 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2002年第18期1-5,共5页

电力系统是一个多时间尺度的大规模非线性系统 ,其稳定性分析非常复杂。为提高稳定计算的效率 ,对复杂的电力系统模型进行化简 ,以实现系统化降阶非常必要。文中以电力系统物理电路为基础 ,导出了一个计及电磁快动态的电力系统奇异摄动... 电力系统是一个多时间尺度的大规模非线性系统 ,其稳定性分析非常复杂。为提高稳定计算的效率 ,对复杂的电力系统模型进行化简 ,以实现系统化降阶非常必要。文中以电力系统物理电路为基础 ,导出了一个计及电磁快动态的电力系统奇异摄动模型。推导中 ,以感应电动机并联线性阻抗为负荷模型 ,并考虑了线路充电电容与负荷补偿电容。该模型是一个标准的双时间尺度模型 。 展开更多

关键词 双时间尺度 电力系统 动态模型降阶 奇异摄动模型 电磁暂态 电力系统稳定性 非线性分析 微分代数方程

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电力系统奇异摄动模型霍普夫分岔分析 被引量：12

2

作者 王庆红 周双喜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期1-6,共6页

该文讨论了多时标电力系统模型中的奇异诱导分岔(SIB)和奇异霍普夫分岔(SHB)的特点及其相互关系;拓展了SHB理论的应用范围,使之适用于一类和其本身慢性流型维数无关的电力系统奇异摄动常微分方程 (ODE) 模型;阐述了电力系统微分代数方程... 该文讨论了多时标电力系统模型中的奇异诱导分岔(SIB)和奇异霍普夫分岔(SHB)的特点及其相互关系;拓展了SHB理论的应用范围,使之适用于一类和其本身慢性流型维数无关的电力系统奇异摄动常微分方程 (ODE) 模型;阐述了电力系统微分代数方程(DAE)模型发生SIB分岔和ODE模型发生SHB分岔存在一一对应的特点。最后,以一个三机系统为例,通过时标变换求解带阻尼项电力系统ODE模型平衡点的方法,巧妙地回避了DAE模型在奇异诱导分岔点处无法求解的困难,展示了带阻尼项的电力系统DAE模型会发生双奇异诱导分岔这一特点,并验证了它和带阻尼项的ODE模型发生霍普夫分岔存在对应关系,为多时标电力系统 模型分岔分析提供了新的思路和分析方法。 展开更多

关键词 电力系统 稳定性 奇异摄动模型 霍普夫分岔分析 SHB理论 微分代数方程

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光电设备卫星轨道预报摄动模型修正方法及精度分析 被引量：3

3

作者 于洋 李丹 +1 位作者 崔爽 王思雯 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2278-2285,共8页

在利用卫星轨道预报数据对光电跟踪设备进行引导时,需要根据卫星的轨道根数及光电设备站址坐标解算卫星引导数据,国际上采用较为广泛的卫星轨道预报模型为基于TLE格式的SGP4/SDP4模型(简化常规/深空扰动的近似解析解模型),该模型具有较... 在利用卫星轨道预报数据对光电跟踪设备进行引导时,需要根据卫星的轨道根数及光电设备站址坐标解算卫星引导数据,国际上采用较为广泛的卫星轨道预报模型为基于TLE格式的SGP4/SDP4模型(简化常规/深空扰动的近似解析解模型),该模型具有较高的运算速度,但解算精度往往无法满足光电设备引导的需要,因此在解算卫星引导数据时,需要采用卫星轨道摄动的力学模型对轨道进行修正,针对地球引力场、日月引力、上层大气阻力、太阳辐射压等主要的摄动力模型进行了分析并对卫星轨道进行了修正,经摄修正后,卫星轨道预报精度由方位20'、俯仰10'提高到方位2'、俯仰1',预报精度提升了约一个数量级。 展开更多

关键词 SGP4模型 卫星轨道预报 摄动模型 光电设备

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一种多时间尺度电力系统奇异摄动模型的推导 被引量：2

4

作者 陈勇 《广东电力》 2006年第2期9-12,共4页

由于电力系统是一个多时间尺度的高阶非线性系统,其稳定性分析就变得异常复杂。为了提高稳定计算的效率,研究电力系统的多时间尺度动态模型及其降阶是非常必要的,为此,以电力系统物理电路为基础,导出了一个计算快动态和慢动态的电力系... 由于电力系统是一个多时间尺度的高阶非线性系统,其稳定性分析就变得异常复杂。为了提高稳定计算的效率,研究电力系统的多时间尺度动态模型及其降阶是非常必要的,为此,以电力系统物理电路为基础,导出了一个计算快动态和慢动态的电力系统奇异摄动模型。利用系统化的降阶方法,对电力系统模型进行降阶,并通过忽略快动态和固定慢动态,得出一个简化的、符合传统电力系统储备结构的电力系统模型,这对理解系统失稳机制具有重要意义。 展开更多

关键词 电力系统奇异摄动模型 多时间尺度电力系统 模型降阶 稳定性

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弱电网故障下新能源并网变换器的奇异摄动模型与暂态稳定性分析 被引量：9

5

作者 张梓钦 朱东海 +3 位作者 马玉梅 邹旭东 胡家兵 康勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期454-465,共12页

弱电网短路故障下新能源并网变换器易于暂态失稳,但由于并网系统表现高阶、非线性和强耦合等特征,其暂态稳定性分析十分困难。已有研究大多局限于单锁相环系统,即忽略电流控制动态的影响,无法充分反映并网变换器的暂态失稳机理。针对该... 弱电网短路故障下新能源并网变换器易于暂态失稳,但由于并网系统表现高阶、非线性和强耦合等特征,其暂态稳定性分析十分困难。已有研究大多局限于单锁相环系统,即忽略电流控制动态的影响,无法充分反映并网变换器的暂态失稳机理。针对该挑战,该文同时考虑锁相环和电流环的控制动态,研究弱电网故障下并网变换器的暂态稳定性。首先,建立并网变换器接入弱电网的奇异摄动模型,将原高阶模型降阶简化为二个低阶的快、慢子系统。然后,分别采用李雅普诺夫第一法和第二法分析了快、慢子系统的稳定性,由此揭示了工作点、线路阻抗和控制参数等多重因素对暂态稳定性的影响规律,并给出一些参数优化设计的指导原则。最后,通过实验验证了分析结果的正确性。 展开更多

关键词 弱电网 并网变换器 暂态稳定性 奇异摄动模型 李雅普诺夫稳定

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载人飞船阻尼摄动模型和轨道预报精度

6

作者 汤锡生 唐歌实 第五亚洲 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期57-62,共6页

在正常飞行状态下 ,飞船保持三轴稳定和对地定向姿态 ,其时太阳翼指向不是气流方向 ,它的阻尼力模型较为复杂。文章阐述了载人飞船大气阻尼摄动模型将本体和太阳翼分开处理的必要性 ;对中国局域网的USB跟踪测量 ,轨道确定和预报达到了... 在正常飞行状态下 ,飞船保持三轴稳定和对地定向姿态 ,其时太阳翼指向不是气流方向 ,它的阻尼力模型较为复杂。文章阐述了载人飞船大气阻尼摄动模型将本体和太阳翼分开处理的必要性 ;对中国局域网的USB跟踪测量 ,轨道确定和预报达到了制动返回所需要的较高精度。 展开更多

关键词 载人飞船 阻尼摄动模型 预报精度 运行轨道

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自适应模糊奇异摄动控制在航天器中的应用 被引量：2

7

作者 李莉 孙富春 《电光与控制》 北大核心 2009年第10期62-65,共4页

带挠性附件航天器可以用含小摄动参数的多时标非线性系统进行描述,而目前的控制方法大多针对多时标线性系统,要求模型精确已知。为解决存在不确定性的带挠性附件航天器的跟踪问题,提出一种基于模糊奇异摄动模型的自适应控制器,采用鲁棒... 带挠性附件航天器可以用含小摄动参数的多时标非线性系统进行描述,而目前的控制方法大多针对多时标线性系统,要求模型精确已知。为解决存在不确定性的带挠性附件航天器的跟踪问题,提出一种基于模糊奇异摄动模型的自适应控制器,采用鲁棒控制和自适应控制理论相结合的方法进行设计,由反馈项、自适应项和鲁棒控制项组成,反馈项的增益采用线性矩阵不等式(LMI)方法求解,自适应项用于减小系统的跟踪误差,鲁棒项用于保证系统的闭环稳定性。稳定性证明采用Lyapunov合成方法完成。该控制器适用于模型带有不确定性的多时标非线性系统的跟踪控制。由于采用了自适应方法消除系统不确定性,能够减少鲁棒控制方法带来的保守性。在带挠性附件航天器的跟踪控制中的应用验证了其有效性。 展开更多

关键词 自适应模糊控制器 模糊奇异摄动模型 多时标非线性系统 带挠性附件航天器

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非线性奇异摄动系统的自适应模糊控制器设计 被引量：2

8

作者 李莉 孙富春 《电光与控制》 北大核心 2013年第3期35-39,共5页

为解决模型未知情况下多输入多输出非线性奇异摄动系统的跟踪问题,提出一种新型的自适应模糊控制器。首先将被控系统分解为快慢子系统,对慢子系统,设计后件参数可调的直接型自适应模糊控制器,能保证系统的慢状态跟踪预定轨迹;对快子系统... 为解决模型未知情况下多输入多输出非线性奇异摄动系统的跟踪问题,提出一种新型的自适应模糊控制器。首先将被控系统分解为快慢子系统,对慢子系统,设计后件参数可调的直接型自适应模糊控制器,能保证系统的慢状态跟踪预定轨迹;对快子系统,则设计模糊控制器,能够保证快子系统的稳定,最终控制器为二者的合成。Lyapunov方法证明,只要摄动参数足够小,就能保证整个系统的稳定。仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 自适应模糊控制器 模糊奇异摄动模型 多时标非线性系统

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变结构控制在汽车主动悬架中的应用 被引量：4

9

作者 王江 柳俊中 +1 位作者 王先来 王洪礼 《电机与控制学报》 EI CSCD 2000年第1期43-46,58,共5页

针对不确定动态系统，引入了一种新的摄动概念一具有波形模式的摄动，并基于变结构控制理论，设计出一种新型变结构控制器。在非匹配不确定系统的变结构控制中，控制效果明显优于传统的变结构控制器。将这种控制器应用于汽车主动悬架系... 针对不确定动态系统，引入了一种新的摄动概念一具有波形模式的摄动，并基于变结构控制理论，设计出一种新型变结构控制器。在非匹配不确定系统的变结构控制中，控制效果明显优于传统的变结构控制器。将这种控制器应用于汽车主动悬架系统，取得了较为满意的结果。 展开更多

关键词 变结构控制 主动悬架 摄动模型 汽车 减振

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无刷双馈风力发电机模型降阶第 Ⅰ部分:无刷双馈风力发电机的多时间尺度模型 被引量：8

10

作者 王佩 刘永强 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期135-138,共4页

无刷双馈风力发电机中的3套绕组电流(功率绕组、控制绕组和转子绕组)产生的磁场在电机空间相互作用,绕组问复杂的耦合关系导致无刷双馈电机模型具有高维数特征.为了更有效地对无刷双馈风力发电机进行运行分析与功率控制,充分利用无刷双... 无刷双馈风力发电机中的3套绕组电流(功率绕组、控制绕组和转子绕组)产生的磁场在电机空间相互作用,绕组问复杂的耦合关系导致无刷双馈电机模型具有高维数特征.为了更有效地对无刷双馈风力发电机进行运行分析与功率控制,充分利用无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,实现模型降阶是必要的.研究了无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,建立了无刷双馈风力发电机的三时间尺度奇异摄动模型,为无刷双馈风力发电机的模型降阶奠定了基础. 展开更多

关键词 无刷双馈电机 奇异摄动模型 降阶 多时间尺度系统

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精化地球重力场模型中SST距离的观测方程 被引量：1

11

作者 郭金运 胡建国 +1 位作者 朱习军 常晓涛 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第2期19-22,共4页

在卫星受摄运动分析的基础上,给出了在利用卫星跟踪卫星(SST)精化地球重力场模型中,SST卫星之间距离的观测方程,实际上是地球引力位的一阶导数。

关键词 地球重力场模型 SST距离 卫星跟踪卫星 观测方程 卫星摄动模型

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双时间尺度电-气耦合网络动态潮流计算 被引量：1

12

作者 葛维春 张明理 +2 位作者 王义贺 潘霄 周桂平 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第2期172-179,共8页

为了解决综合能源系统导在时间尺度上存在显著差异,以及网络潮流计算计算时间长和难度大的问题.通过kiuchi隐式方法,建立电-气网络的动态模型,求解天然气管道的动态潮流方程;并基于奇异摄动理论建立了燃气轮机的摄动模型,提出了一种多... 为了解决综合能源系统导在时间尺度上存在显著差异,以及网络潮流计算计算时间长和难度大的问题.通过kiuchi隐式方法,建立电-气网络的动态模型,求解天然气管道的动态潮流方程;并基于奇异摄动理论建立了燃气轮机的摄动模型,提出了一种多时间尺度特性的动态潮流算法.最后,对IEEE-9节点电力系统和3节点的天然气网络的耦合多能系统中进行仿真验证.结果表明:通过使用多时间尺度计算方法可以有效减少计算时间,并且燃气轮机入口流量变化会影响天然气网络潮流分布. 展开更多

关键词 气网动态模型 燃气轮机动态模型 奇异摄动 摄动模型 动态潮流

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多模型过热汽温鲁棒控制设计中标称对象和界函数的选取

13

作者 恒庆海 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2011年第1期16-19,68,共5页

对某超临界600MW直流锅炉高温过热器导前区及惰性区均具有多模型摄动的过热汽温H∞鲁棒控制问题进行了研究。该被控对象在工况大范围变化时,模型(包时间常数、增益、甚至对象阶次等)有很大的变化。对此采用对比选优法提出了多模型摄动... 对某超临界600MW直流锅炉高温过热器导前区及惰性区均具有多模型摄动的过热汽温H∞鲁棒控制问题进行了研究。该被控对象在工况大范围变化时,模型(包时间常数、增益、甚至对象阶次等)有很大的变化。对此采用对比选优法提出了多模型摄动标称对象和界函数的选取方法,并进行了H∞鲁棒PID汽温控制系统设计,求解了H∞鲁棒PI控制器。仿真结果表明,本文设计的汽温控制系统具有较好的鲁棒性能。 展开更多

关键词 多模型摄动 过热汽温 鲁棒控制

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硬盘驱动控制的H_∞鲁棒性能研究 被引量：1

14

作者 邵岳 郭庆鼎 翟惠萍 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2006年第4期409-413,共5页

在硬盘驱动系统中,扰动是造成系统伺服性能下降的主要因素,为了提高系统的伺服性能,必须对扰动加以抑制.为了解决这个问题,提出了两种控制方案:一种是PID控制方法,另外一种是高精度的H∞反馈控制方法.在H∞反馈控制器控制方法中,针对被... 在硬盘驱动系统中,扰动是造成系统伺服性能下降的主要因素,为了提高系统的伺服性能,必须对扰动加以抑制.为了解决这个问题,提出了两种控制方案:一种是PID控制方法,另外一种是高精度的H∞反馈控制方法.在H∞反馈控制器控制方法中,针对被控对象的标称模型,设计了带有前馈补偿的鲁棒内环控制器(RILC),在具有模型摄动及外部扰动的情况下,保证闭环系统的鲁棒稳定和鲁棒性能.通过与PID控制方法相比较,说明带有高精度的H∞反馈控制的效果更佳.仿真结果表明,该控制方法响应速度快,抗干扰能力强,得到的控制系统性能良好,提出的方案合理而且有效. 展开更多

关键词 PID控制 H∞反馈控制器 鲁棒内环控制器 模型摄动 伺服性能

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H_∞控制在潜艇深度控制的应用 被引量：2

15

作者 吴浩溶 胡大斌 +2 位作者 林雄伟 肖剑波 王立军 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第9期98-101,共4页

传统的PID控制器鲁棒性较差,模型参数变化对控制器的影响较大。为了提高系统的鲁棒性,将H∞控制器应用于潜艇机动控制。通过分析模型的速度参数摄动性,确定模型的干扰信号与评价信号,利用Matlab设计最优的H∞控制器。仿真结果表明在该... 传统的PID控制器鲁棒性较差,模型参数变化对控制器的影响较大。为了提高系统的鲁棒性,将H∞控制器应用于潜艇机动控制。通过分析模型的速度参数摄动性,确定模型的干扰信号与评价信号,利用Matlab设计最优的H∞控制器。仿真结果表明在该控制器作用下,系统达到了信号跟踪的要求,并且在速度有较大摄动时,系统仍有较好的动态性能,即系统的鲁棒性较好。该方法亦可用于潜艇模型的其他单个或多个参数摄动的鲁棒性设计。 展开更多

关键词 H∞控制 潜艇运动模型 鲁棒控制 摄动模型

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面向空间作战仿真的卫星轨道快速计算方法 被引量：1

16

作者 于燕 汤晓安 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2008年第16期4296-4298,4301,共4页

在空间作战仿真虚拟环境中,空间目标-卫星及空间碎片数量庞大,其轨道计算直接影响着仿真速度。针对这一难点,提出了一种卫星轨道快速计算的方法-提取轨道的控制点,结合透视裁剪体来判断轨道的可见性。对可见的卫星轨道部分先进行粗略定... 在空间作战仿真虚拟环境中,空间目标-卫星及空间碎片数量庞大,其轨道计算直接影响着仿真速度。针对这一难点,提出了一种卫星轨道快速计算的方法-提取轨道的控制点,结合透视裁剪体来判断轨道的可见性。对可见的卫星轨道部分先进行粗略定位,然后加入摄动模型进行精确求解。实验结果表明,该方法能够更快捷的完成对空间目标的轨道计算,提高仿真速度。 展开更多

关键词 空间作战仿真虚拟环境 空间目标 轨道快速计算方法 控制点 透视裁剪体 摄动模型

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锅炉汽温控制H_∞性能状态观测器的设计 被引量：9

17

作者 张长青 杨锋 +1 位作者 薛建中 黄永宣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第14期109-113,共5页

状态反馈控制对锅炉汽温对象来讲是一种有效的控制方式,但由于锅炉汽温对象的多阶大惯性大参数摄动特性,观测器的观测精度对状态反馈的控制品质有明显的影响。为此设计了一种具有H∞性能的状态观测器,将观测器设计的极点配置问题转化为... 状态反馈控制对锅炉汽温对象来讲是一种有效的控制方式,但由于锅炉汽温对象的多阶大惯性大参数摄动特性,观测器的观测精度对状态反馈的控制品质有明显的影响。为此设计了一种具有H∞性能的状态观测器,将观测器设计的极点配置问题转化为一个线性矩阵不等式(LMI)解的存在性问题,在不需了解对象不确定性界函数的情况下,调整2个系数因子β和γ,并求解此LMI问题,便可得到将观测误差控制在最优或次优范围以内的H∞性能观测器。基于此观测器,构造状态反馈——PID复合控制系统,以实现对锅炉汽温对象的高质量控制。利用某300MW火电厂锅炉汽温模型进行仿真,表明在控制的及时性和准确性上,优于常规的PID串级汽温控制系统,有较好的实际应用价值。 展开更多

关键词 锅炉汽温 大惯性 模型摄动 状态观测器 H∞ 线性矩阵不等式

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高精度Ka频段测控天线卫星跟踪预报方法研究 被引量：4

18

作者 张俊丽 翟政安 +2 位作者 杨勇 李亚晶 吴炜玮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期54-60,共7页

卫星地面站一般采用两行轨道根数(TLE)格式的SGP4/SDP4模型计算卫星轨道预报进行引导,但是随着Ka频段通信卫星天线应用不断拓展,使用该模型进行轨道预报不能满足Ka频段天线高精度测控要求,特别是低仰角的高轨卫星。提出了基于轨道根数... 卫星地面站一般采用两行轨道根数(TLE)格式的SGP4/SDP4模型计算卫星轨道预报进行引导,但是随着Ka频段通信卫星天线应用不断拓展,使用该模型进行轨道预报不能满足Ka频段天线高精度测控要求,特别是低仰角的高轨卫星。提出了基于轨道根数的Ka频段测控天线卫星跟踪预报方法,分析了不同精度要求下卫星摄动模型对轨道预报的影响,考虑了电波折射对跟踪角度的误差修正,设计了轨道预报计算流程,在保证轨道预报精度的同时,简化了轨道计算模型;通过对两个低仰角的高轨卫星实验数据分析,其跟踪引导精度优于0.005°,能够满足Ka频段测控天线高精度稳定连续跟踪的要求,可大大提高通信卫星在恶劣天气、设备故障等应急状态下的高速数据传输能力和可用度指标。 展开更多

关键词 卫星轨道预报 摄动模型 大气折射 测控天线

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光电陀螺稳定平台中的分数阶伪微分反馈控制 被引量：3

19

作者 丁策 尹传力 汪永阳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期25-30,共6页

本文在伪微分反馈控制的基础上,提出了一种分数阶伪微分反馈控制的思想,解决了整数阶伪微分反馈控制中保证系统控制性能和提高系统稳定裕度之间矛盾的问题。并将该控制算法应用于某型机载光电陀螺稳定平台。实验结果表明,该控制算法和... 本文在伪微分反馈控制的基础上,提出了一种分数阶伪微分反馈控制的思想,解决了整数阶伪微分反馈控制中保证系统控制性能和提高系统稳定裕度之间矛盾的问题。并将该控制算法应用于某型机载光电陀螺稳定平台。实验结果表明,该控制算法和经典的PID控制相比,能够有效地抑制力矩扰动,且对被控对象的模型摄动有较强的鲁棒性。同时,该算法还具有简单易于工程实现的优点。 展开更多

关键词 光电陀螺稳定平台 PI控制 FOPDF控制 模型摄动

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一类月面钻进采样机构的鲁棒控制 被引量：1

20

作者 郑燕红 邓湘金 +1 位作者 姚猛 赵志晖 《空间控制技术与应用》 2014年第5期36-41,共6页

在月面复杂环境下采样机构模型会发生摄动,并会受到系统扰动影响,采样控制器的鲁棒性对顺利完成采样任务具有重要意义.针对回转与进尺复合式月面自动钻进采样机构建立名义控制模型,分析月面工作过程中的模型摄动、系统扰动下的控制系统... 在月面复杂环境下采样机构模型会发生摄动,并会受到系统扰动影响,采样控制器的鲁棒性对顺利完成采样任务具有重要意义.针对回转与进尺复合式月面自动钻进采样机构建立名义控制模型,分析月面工作过程中的模型摄动、系统扰动下的控制系统模型,利用线性矩阵不等式方法进行状态反馈鲁棒控制律设计.仿真结果表明:在有界模型摄动、有界随机系统扰动情况下,系统具有鲁棒性,并对扰动具有抑制能力. 展开更多

关键词 月面钻进采样 鲁棒控制 线性矩阵不等式 模型摄动 系统扰动

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