同步发电机云模型励磁控制器设计

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1、第22卷第3期电力系统及其自动化学报Vo1．22No．32010年6月ProceedingsoftheCSU—EPSAJun．2010同步发电机云模型励磁控制器的设计李志民，卢曦，孙勇，韩绪鹏，吕婧一～呲～～～一～山一～一二～蓁一～㈧～一批已(1．哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨150001；2．哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院，哈尔滨150001)．摘要：云模型是实现定性与定量间不确定性转换的有力工具，它将客观事物的模糊性与随机性结合在一起，解决了非线性与不确定性问题。为此，将云模型引人到同步发电机励磁控制中，根据云模型可

2、实现不同映射关系的原理确定推理规则，设计出一种云模型励磁控制器。仿真结果表明，与传统的PID控制方法比较，云模型控制器具有较强的鲁棒性，对同步发电机运行点变化的适应性较好，增强了系统的暂态稳定性，具有良好的推广和应用价值。关键词：电力系统；励磁控制；云模型；暂态稳定中图分类号：TM71文献标志码：A文章编号：1003—8930(2010)03—0091—05一一～一～一～一～一～一一～一DesignofCloudModelExcitationControllerforSvnchrOn0usGeneratorLIZhi-min，LUXi，

3、SUNYong，HANXu—peng，LUJing一(1．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China；2．SchoolofComputer，HarbinUniversityofScienceAndTechnology，Harbin150001。China)篓～～～一．一一一懈一k～强．电力系统是复杂的，庞大的非线性系统，强非给励磁控制技术带来新的的突破[2]。但由于常规线线性和结构工况的的多变性是其两个

4、主要特性[1]。性PID控制具有结构简单，易于实现等优点，现阶发电机励磁控制是电力系统的重要组成部分。由于段大多数同步发电机励磁控制器采用的都是常规同步发电机励磁控制是公认的提高电力系统稳定PID控制器。性既有效又经济的重要手段之一，因此研究新的励云模型是实现用自然语言表示的定性概念与磁控制器对提高和改善电力系统稳定运行具有重其定量数值之间的不确定性转换模型，它在传统的要的意义。同步发电机的励磁控制技术是随着控制模糊集理论上引入了概率统计思想，构成定性和定理论的发展而发展的，控制理论的每一步发展都会量间互相映射l_3]。目前，云模型主要

5、应用与空间数收稿日期：2008—12—01；修回日期：2009—05—18·92·电力系统及其自动化学报第22卷据挖掘等领域_4]，在控制方面，对三级倒立摆的体特征，而且往往更符合实际情况。云模型不是简控制研究已经取得了成功。文献E6]应用云模型理单的随机加模糊，它与模糊理论有着本质的区别，论设计控制器对倒立摆进行了有效的控制。文献文献[3]用一个射击的例子说明了这个问题。[7]设计了二维云模型控制器对电液伺服变距系统进行控制，并取得了良好的控制效果。文献E8]提出了一种新的云模型控制器的设计方法，并对云．模型控制器结构简化等问题进行了

6、研究。本文尝试／‘将云模型理论应用于同步发电机励磁控制中，仿真结果表明，与传统的控制方法相比，该方法具有良蕊H。．．．．．．好的控制能力和较强的鲁棒性。，℃1云模型的基本原理图1语言值为“温暖”的一维正态云模型Fig．1Onedimensionnormalcloudmodeloflinguisticvalue“warm”1．1云模型的引出模糊概念在日常工作和生活中普遍存在，为了云的三个数字特征产生所需要的云滴，这个处理广泛存在的模糊现象，Zadeh引入了模糊集的映射过程为正向云发生器，反之，由云滴群到云的概念，模糊集理论提出了隶属度的概

7、念反映模糊事数字特征的为逆向云发生器，如图2和图3所示。物的亦此亦彼性。但是用精确的隶属函数来表示模lOoOoOo00OoOoOo0糊集，模糊概念就被强行纳入精确的数学王国中，Ex从此在概念的定义，在定理的叙述和证明等数学环EnHe节中就不再有模糊性了，这正是传统模糊集理论的不彻底性。针对这一问题，李德毅院士提出了定性图2正向云发生器Fig．2Forwardcloudgenerator定量不确定转换模型云模型，把概念的模糊性和随机性完全结合到一起，实现了定性概念和定量数值Ex之间的自然转换。En1．2云模型的概念及原理He云的含义是，设

8、U是一个用精确数值表示的定图3逆向云发生器Fig．3Backwardcloudgenerator量论域，C是U上的定性概念，若定量值z∈U，且z是定性概念C的一次随机实现，对C的确定度根据云模型的定性知识推