本发明专利技术提供了基于干扰观测器的静止无功补偿器的有限时间量化控制方法。包括以下步骤：步骤1，介绍了具有SVC的单机无穷大系统的数学模型；步骤2，建立了一种更一般的具有未知参数和外部干扰的非线性输入量化系统；步骤3，针对未知的外部干扰，设计了一个干扰观测器；步骤4，自适应量化控制器的设计与稳定性分析；步骤5，对步骤1所提出的具有SVC的单机无穷大系统进行仿真研究，验证本研究所提出控制方法的有效性。本发明专利技术通过引入新的有限时间命令滤波控制技术，提出了一种新的自适应量化控制方案。并且本发明专利技术所设计的自适应量化控制器可以保证闭环系统的有限时间全局稳定。保证闭环系统的有限时间全局稳定。保证闭环系统的有限时间全局稳定。
【技术实现步骤摘要】
基于干扰观测器的静止无功补偿器的有限时间量化控制方法
[0001]本专利技术属于自动化技术及控制领域，具体涉及一种基于干扰观测器的静止无功补偿器的有限时间量化控制方法。
技术介绍
[0002]对含SVC的单机无穷大系统进行有限时间量化控制就是在输入量化的情形下，简化控制器的设计步骤且能够使得整个系统在有限时间内恢复到合理性能指标的控制技术。近年来，对含SVC的单机无穷大系统建立非线性模型且进行非线性控制展开广泛研究，参见文献[1
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4]：
[0003][1]Y.Wan，J.Zhao，and G.M Dimirovski.Robust adaptive control for a single
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machineinfinite
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bus power system with an SVC.Control Engineering Practice，30：132
‑
139，2014；
[0004][2]赵岩，孙丽颖.基于backstepping的多机电力系统SVC适应滑模控制.辽宁工业大学学报：自然科学版，37(1)：1
‑
5，2017；
[0005][3]雷邦军，费树岷，翟军勇，等.静止无功补偿器(SVC)的一种新型非线性鲁棒自适应控制设计方法.中国电机工程学报，33(30)：65
‑
70，2013；
[0006][4]B.Lei，S.Fei，and J.Zhai.Coordinated control of static synchronouscompensator and automatic voltage regulator in multi
‑
machine power systems using pseudo
‑
generalized hamiltonian theory.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，PartI：Journal of Systems and Control Engineering，228(3)：154
‑
166，2014。
[0007]随着有限时间李亚普诺夫理论的发展，文献[5](H.Du，J.Zhai，M.Z.Q.Chen，and W.Zhu.Robustness analysis of a continuous higher
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order finite
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time control system under sampled
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data control.IEEE Transaction on Automatic Control，64(6)：2488
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92494，2018)设计了有限时间控制器方案使得所提出的非线性系统在有限时间达到稳定状态。然而，在设计过程中由于反步法带来了“计算爆炸”的问题。为解决这个问题，文献[6](H.Wang，S.Kang，and Z.Feng.Finite
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time adaptive fuzzy command filteredbackstepping control for a class of nonlinear systems.International Journal ofFuzzy Systems，21(8)：2575
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2587，2019)引入命令滤波控制技术减少了控制器设计的复杂程度，且对滤波误差进行补偿。在现代工程中，往往通过信道传输的计算机来控制输入信号。因此，对输入信号量化控制进行研究很有必要。在文献[7](W.Liu，D.Ho，S.Xu，and B.Zhang.Adaptive finite
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time stabilization of a class of quantized nonlinearly parameterized systems.International Journal ofRobust and Nonlinear Control，27(18)：4554
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4573，2017)和文献[8](W.Liu，X.Qi，J.Lu，X.Jia，and P.Li.Finite
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time fault
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tolerantcontrol for nonlinear systems with input quantization and its application.IEEE Transactionson Circuits and Systems II：
Express Briefs，67(7)：1249
‑
1253，2019)解决了具有输入量化的严格反馈非线性系统的有限时间控制问题。针对上述问题，本文引入迟滞量化器将输入量化，提出对考虑外部扰动和未知参数的非线性系统进行有限时间量化控制方法。
技术实现思路
[0008]本专利技术提供了一种解决含SVC的单机无穷大系统的有限时间量化控制问题，并且提出了一类更一般的n维非线性参数化系统下的自适应量化控制方法。通过引入命令滤波控制技术，提出了一种新的自适应量化控制方案。并且利用设计的扰动观测器对未知外部干扰进行估计。该自适应量化控制器能够保证闭环系统有限时间稳定。最后，对含SVC的单机无穷大系统进行了仿真，验证了所提出的控制技术的有效性。
[0009]实现本专利技术目的的技术解决方案为：基于干扰观测器的静止无功补偿器的有限时间量化控制方法，包含以下步骤：
[0010]步骤1，介绍了含SVC的单机无穷大系统的数学模型；
[0011]步骤2，建立一种比含SVC的单机无穷大系统更一般的具有未知参数和外部干扰的非线性输入量化系统；
[0012]步骤3，针对未知的外部干扰，设计一个干扰观测器；
[0013]步骤4，自适应量化控制器的设计与稳定性分析；
[0014]步骤5，对含SVC的单机无穷大系统进行仿真研究，验证本研究所提出控制方法的有效性。
[0015]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
[0016](1)引入了有限时间命令滤波控制技术，与文献[9](Y.Li and G.Yang.Observer
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based adaptive fuzzy quantized control ofuncertain nonlinear systems with unknown control directions.Fuzzy Sets and Systems，371：61
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77，2019)和文献[10](G.Liu，Y.Pan，H.Lam，and H.Liang.Event
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triggered fuzzyadaptive quantized c本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于干扰观测器的静止无功补偿器的有限时间量化控制方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，建立含SVC的单机无穷大系统的数学模型；步骤2，建立一种具有未知参数和外部干扰的非线性输入量化系统；步骤3，针对未知的外部干扰，设计一个干扰观测器；步骤4，自适应量化控制器的设计与稳定性分析；步骤5，对含SVC的单机无穷大系统进行仿真研究，验证本控制方法的有效性。2.如权利要求书1所述的基于干扰观测器的静止无功补偿器的有限时间量化控制方法，其特征在于：所述步骤1中，假设机械功率P
m
和发电机的暂态电势E
′
q
均为恒定值；考虑到外部干扰的影响；则含有SVC的单机无穷大系统的数学模型为：外部干扰的影响；则含有SVC的单机无穷大系统的数学模型为：外部干扰的影响；则含有SVC的单机无穷大系统的数学模型为：其中，δ为发电机转子运行角，δ0为发电机转子稳态运行角，ω为发电机转子角速度，ω
o
为发电机转子稳态角速度，y
svc
为整个系统的导纳，y
svc0
为整个系统的稳态导纳，D为发电机阻尼系数，V
s
为无穷大总线电压，H为发电机转子的转动惯量，T
svc
为SVC的惯性时间常数，P
m
为原动机输出的机械功率，u为SVC的等效控制量，E
′
q
为发电机q轴暂态电势，d
i
为系统外部干扰；定义系统的状态变量为x1＝δ
‑
δ0，x2＝ω
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ω0，x3＝y
svc
‑
y
svc0
，则系统可以被重新描述为：为：为：其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文慧，卢园，赵桂书，刘国宝，刘晓峰，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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