柴油发电机组非线性鲁棒控制器研究

作为交流供电使用的柴油发电机组被广泛地应用于船舶、通信等国民经济的众多领域,作用十分重要。同时,为了提高电能的经济性和利用率,同时也为了某些特殊场合的不间断供电,一般都需要配有两台以上的柴油发电机组并联运行,以保证供电安全。 本文采用了柴油发电机组的非线性数学模型,给出了非线性鲁棒优化设计的一般步骤,全面揭示了柴油发电机组的运动规律,利用反馈线性化的方法解决了柴油发电机组的非线性问题。将非线性鲁棒控制理论应用在柴油发电机组调速系统中。 本文采用了同步发电机调压系统的数学模型,给出了交流励磁机的数学模型,针对同步发电机这一控制对象,分析了其模型的不确定性,采用了同步发电机广义对象的数学模型。并应用鲁棒控制理论设计了调压控制器。 本文采用了柴油发电机组综合控制系统的数学模型和柴油发电机组进行综合控制的控制方案。首先给出了柴油发电机组的数学模型,然后在此基础上建立了柴油发电机组综合控制系统的数学模型。本文设计的非线性鲁棒综合控制器在充分考虑系统模型不确定性的情况下,成功地解决了由于转速和电压相互藕合所带来的综合控制问题。 本文采用了柴油发电机组双机并联系统的数学模型,将非线性鲁棒控制理论应用在柴油发电机组并联综合控制系统中,改善了柴油机双机并联系统频率的稳定性及双机之间的负荷均匀分配。 本文运用非线性鲁棒控制理论设计的控制器能够在充分考虑柴油发电机组模型不确定性的情况下,有效地保证调速系统和调压系统的精度及抑制扰动的能力,解决了转速和电压的综合控制问题。计算机仿真结果表明,本文所设计的控制器能有效地解决了系统的动态精确度和抑制扰动的问题,改善了系统频率的稳定性。