现代控制理论方法综述结课论

现代控制理论方法综述研电1610 秦晓 1162201332摘要：本文将控制理论方法分为现代控制理论基础，线性最优控制，非线性最优控制三大部分，查阅文献，综述了每一部分中的经典控制方法，以及每

现代控制理论方法综述 研电1610 秦晓 1162201332 摘要：本文将控制理论方法分为现代控制理论基础，线性最优控制，非线性最优控制三大部 分，查阅文献，综述了每一部分中的经典控制方法，以及每种控制方法的优缺点和在工业中 的应用，最后提出了目前在现代控制理论中依旧存在的问题。 1.引言 电力系统是一个复杂的非线性动态大系统，对于这个规模庞大的系统，研究其运行的动 态特性进而构建先进的安全控制系统是极富挑战性的课题。同时，各种新技术的应用，一方 面增强了系统的调控能力和经济效益，另一方面也极大的增加了电网控制的复杂性，对电力 系统的安全稳定运行提出了更严格的要求。因此，改善与提高我国电力系统的动态品质、安 全稳定和经济性成为了电力工__的首要任务。提高电力系统稳定性的最经济和最有效的手段 之一是采用先进的控制理论和方法。在过去的时间里，电力工__们为改进与发展电力系统控 制技术进行了大量研究。本文主要__总结电力系统在现代控制方面的研究成果，分析了电力 系统控制技术的发展趋势，并总结了目前现代控制理论还需要解决的问题。 2.现代控制的基础 现代控制理论的基础是经典控制理论，在20世纪20年代到50年代间，为了满足第二 次世界大战前后军事技术和工业发展的需求，经典控制理论有了飞速的发展。经典控制理论 主要研究线性时不变、单输入单输出的控制问题。在分析和设计大型反馈控制系统时，经典 [1~2] 控制论主要采用频域法，其中以 Nyquist 判据、Bode 图和根轨迹法最为广泛。经典控 制理论的设计目标是使闭环系统特征方程的特征根全部位于左半开平面上。上述设计目标可 以描述为一类无目标函数的优化问题，即约束满足问题。由于使系统稳定的控制器解并不唯 [3] 一，所以根据经典控制理论设计的 PID 控制器往往带有较大的冗余性。也正是由于经典 控制理论设计目标及方向简单明确，计算方便，特别适合需要依赖工程经验或现场测试进行 控制器设计的系统，所以至今仍在工业中广泛应用。 在上世纪70年代以前，经典控制是电力系统控制的主流。如发电机励磁控制__R主要采 用单变量反馈方式，即采用发电机端电压偏差作为反馈量的 PID 控制方式。随着发电技术 的进步和电力系统自身规模的增长，人们逐渐发现这种单输入控制方式难以满足电力系统对 抑制振荡和提高稳定极限方面的要求。最早报道的互联电力系统低频振荡发生于20世纪60 年代，北美MAPP的西北联合系统和西南联合系统进行互联试运行时发生了低频振荡，造成 [4] 联络线过流跳闸。之后，随着大容量机组的不断投运，以及快速、高放大倍数励磁系统越 来越广泛的使用，使得低频振荡现象在世界各国大型互联电网中时有发生，这对电网安全产 [5] 生了严重威胁。为解决这个问题，文献采用转速偏差作为附加反馈与__R并联，发展出 PSS+__R的励磁控制方式。进入21世纪以来，我国电网互联程度不断提高，系统中出现了频