带电压反馈的励磁系统eso滑模变结构控制_硕士毕业论文

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1、摘要摘要本文针对发电机励磁系统的非线性及易受内、外扰动等特点，应用坐标变换，ESO及滑模变结构控制理论，设计了一种新颖的提高系统动、静态特性的ESO滑模励磁控制器，并在此基础上又新引入电压反馈，使其更好的稳定发电机端电压。其主要内容如下：首先对励磁系统的状态方程进行坐标变换。把单机无穷大励磁系统三阶模型写成标准仿射非线性形式，根据非线性系统的状态反馈线性化理论进行坐标变换，这样系统的非线性因素都集中到含有控制输入的方程中。如果直接反馈线性化会让控制器的设计变得复杂，所以本文采用扩张状态观测器观测该部分。本文构造了一个二阶的ESO来估计系统的非线性部分。这样经过扩张状

2、态观测器反馈之后系统变成线性系统，可以按照线性系统来设计，由于滑模变结构控制具有响应速度快、不需要在线辨识、对参数变化及各种扰动不敏感等优点，本文采取了滑模设计。滑模变结构控制器的设计主要包括两个部分：切换函数的设计和滑模控制律的设计。为了减少滑模变结构控制的抖振现象，本文选取指数趋近率控制方式，通过对指数趋近率参数和的调整I摘要可以减弱控制信号的抖振并保证滑动态模品质。再用准滑动模态控制原理，即用饱和函数替代符号函数，就可以进一步地减弱滑模控制的抖振现象。然而此时所得的控制器并没有考虑对励磁系统机端电压偏差的调节，会失去维持发电机端电压稳定的能力。所以在所设计的最

3、后控制规律的基础上附加一个比例环节，再选定合适的比例系数来平衡发电机端电压。这样增加一个反馈量就能很好维持机端电压的稳定。文章的最后对带励磁的单机无穷大系统进行数值仿真。通过对大、小扰动的仿真表明，该控制器在动态、静态特性上明显的提高了系统的稳定性、快速性和准确性，且鲁棒性好。关键词：电压反馈；扩张状态观察器；励磁系统；滑模控制；鲁棒性IAbstractAbstractInthispaper,anewESOslidingmodecontrollerthatcanimprovethesystemstabilitywasdesigned,astoapplytothest

4、rongnonlinearofgeneratorexcitationsystemandthecharacteristicsvulnerabletoexternaldisturbance,whichcatertofeedbacklinearization,ESOandslidingmodelvariablestructurecontroltheory.onthisbasisweintroducenewvoltagefeedback,makeitmorestablevoltageofthemachine.Firstly,makethecoordinatetransfor

5、mationforexcitationsystemstateequations.Purposeistothesinglemachineinfiniteexcitationsystemthreeordermodelwritteninstandardformofaffinenonlinear,accordingtothenonlinearsystemsstatefeedbacklinearizationtheoryforcoordinatetransformation,thissystemofnonlinearfactorsareconcentratedtothecon

6、tainingcontrolinputequations.Ifmakethedirectfeedbacklinearizationcontrollerwillletdesignbecomecomplex,sothispaperusestheextendedstateobserverobservingthepart.IXAbstractThispaperconstructsatwoorderESOtoestimatethesystemnonlinearpart.Afterthisextendedstateobserverfeedbacksystemintoalinea

7、rsystem,accordingtothelinearsystemtodesign,becausetheslidingmodevariablestructurecontrolhasquickresponsespeed,withouttheneedforon-lineidentificationofparametervariationsanddisturbances.Itisnotsensitive,thispapertakesthedesignofslidingmode.Designingtheslidingmodevariablestructurecontr