基于线性最优控制理论的励磁系统的设计及仿真.pdfVIP

52 电气开关(2010．No．1) 文章编号：1004—289X(2010}01—0052—04 基于线性最优控制理论的励磁系统的设计及仿真 刘明锦 (成宁供电公司调度 中心，湖北 咸宁 437100) 摘 要：基于单机无穷大系统的线性化模型，结合线性最优控制理论建立了最优励磁控制器用的系统状态方程， 求出线性最优励磁控制电力系统稳定器，用Matlab仿真软件在单机无穷大系统两种不同的运行状态下进行仿 真，结果表明最优励磁控制具备了良好的电压性能，且给出了比AVR+PSS更强的阻尼，表现出良好的动态特性。 关键词：线性最优理论；建模 ；线性最优励磁控制器；仿真 中图分类号：TM57 文献标识码 ：B DesignandSimulation ofGeneratorExcitation System BasedonLinearOptimalControlTheory LIUM g-j (TheControlCenterofXianningElectricSupplyCompany，XianNing437100，China) Abstract：Basedonthelinearmodelofsingle—machineinfinite—buspowersystem andthehteoreticoflinearoptimal control，asetofstatespaceequationsbylinearoptimalexcitationcontrollerarebuilt．Thenhteoptimalpowersystem sta- bilizerisobtained．Th eMatlabsimulationresultsontwooperationpointsofsingle—machineinfinite—bussystem．Indicate htatlineroptimal excitationcontrollerhasmorepreferablecontrolperformance，andcompraewithAVR +PSSexcitation controllerhaswelldynamicperfomr ance，too． Keywords：linera optimal theory；modeling；lineraoptimalexcitationconrtoller；simulation 较完善、应用较为广泛的重要分支，其研究的中心问题 1 引言 是选择最优控制规律，以使得控制系统在特定指标条 在线性最优控制理论中应用同步发电机励磁控制 件下的性能为最优。 的设计已引起了广泛重视，国内外围绕多参数全状态 量反馈最优励磁控制器的设计开展了大量研究工作， 针对模型的建立、权值的选取以及工业实现等问题进 行了深人细致的研究，取得了一系列重要的研究成果。 线性最优控制理论的引人使同步发电机的励磁控制进 图1 状态空间及反馈系统框图 对于定常系统的状态方程，可以表述为： 入了一个新阶段，它突破了古典控制理论单输入、单输 出控制的局限，实现了全状态量反馈的最优励磁控制。 X=AX+BU (1) 线性最优励磁控制器(LOEC)可以使远距离输电系统 式中，A为状态系数矩阵；B为控制系数矩阵； 的静稳定极限大为提高，同时改善了系统遭受小扰动 为n维状态向量；U为r维控制向量。 时的阻尼特性。 此系统状态方程的特征值 由A矩阵所决定。如 果要改善系