基于能量的觀測器設計及其在電力系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、廣義Hamilton控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)Hamilton系統(tǒng)的推廣和發(fā)展，所描述的是一類既有與外部環(huán)境能量的交換，又有能量耗散還有能量產生的更為廣泛的開放系統(tǒng)．它結構清晰、物理意義明確，Hamilton函數(shù)(系統(tǒng)的總能量)成為其可能的Lyapunov函數(shù)，該類系統(tǒng)在穩(wěn)定性分析、鎮(zhèn)定控制、H∞控制等問題中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性． 在Hamilton系統(tǒng)的控制設計中，當系統(tǒng)的狀態(tài)不可測時，觀測器設計也同樣是一個不可缺少的環(huán)節(jié)．然而，關于Ham

2、ilton系統(tǒng)的觀測器設計問題，長期以來由于系統(tǒng)的復雜性，研究文獻非常之少，有用的結果幾乎沒有。最近，王玉振教授提出了“擴張+反饋”的方法，成功地解決了一般PCH系統(tǒng)(Port—Controlled Hamiltonian System)觀測器的設計問題． 近幾年，Hamilton系統(tǒng)方法(又稱基于能量的控制方法)被廣泛地應用于電力系統(tǒng)控制中．我們知道，電力系統(tǒng)是一個能量產生、傳輸和消耗的復雜系統(tǒng)，其能量平衡在整個系統(tǒng)安全運行

3、中起至關重要的作用，將能量函數(shù)作為Lyapunov函數(shù)進行控制設計是很自然的．在電力系統(tǒng)控制設計中，狀態(tài)反饋是一個非常關鍵的手段。但是，由于電力系統(tǒng)的復雜性，一些狀態(tài)信號不容易直接測得。在這種情況下，狀態(tài)觀測器的設計是必需的一個環(huán)節(jié)。觀測器能重構系統(tǒng)的狀態(tài)，從而使反饋控制得以實現(xiàn)． 本文對一類Hamilton系統(tǒng)的控制設計問題進行了研究，并將結果應用于幾類動態(tài)系統(tǒng)(線性系統(tǒng)、時變系統(tǒng)、非線性系統(tǒng))。首先，我們對一類Hamilto

4、n系統(tǒng)的觀測器設計進行研究，并提出了一種新的設計方法；然后，運用這種方法對幾類線性系統(tǒng)、時變系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)進行了觀測器的設計。其次，我們研究了一類Hamilton系統(tǒng)的跟蹤控制問題，對此系統(tǒng)提出了一種新的控制設計方法?；谶@種方法，我們研究了線性系統(tǒng)、時變系統(tǒng)的跟蹤控制問題。 本文的另一工作是基于Hamilton系統(tǒng)，運用“擴展+反饋”的設計方法，研究了單機無窮大電力系統(tǒng)、同時帶有勵磁和氣門開度控制的電力系統(tǒng)以及多機電力系統(tǒng)的