【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统领域，特别涉及电力系统的一种基于双量化与马尔科夫链的电力系统控制器设计方法。
技术介绍
1、在国民经济中，电力的地位异常重要，社会的发展以及电网的扩大都离不开供电的可靠性。然而，大多数电力系统结构参数会产生突变，例如物理环境的干扰、部分组件失效、维护维修会导致其系统参数发生随机变化。为了研究电力系统的随机性，如何描述具有随机突变特性的电力系统是首要亟需解决的问题。其次，由于所述电力系统具有远距离连接，系统复杂，高维度的特点，使用分散控制相对于集中控制有易维护，成本低的优点，此外在传统的复杂电力系统通信网络中往往出现网络拥塞，数据传输缓慢，浪费大量的网络资源的现象，因此有必要设计一种基于输入输出量化的分散输出反馈控制方法在实现所述电力系统稳定的同时缓解通信压力。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于双量化与马尔科夫链的电力系统控制器设计方法。该方法针对具有结构参数突变特性的电力系统，建立马尔科夫跳变互联系统模型，并基于量化反馈机制，设计了一种基于分散输出反馈的控制器，从而实现电力系统的稳定，减少网络通信压力，在此基础上拥有良好的抗干扰性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于双量化与马尔科夫链的电力系统控制器设计方法，包括以下步骤：
4、步骤1将考虑电力系统建模成马尔科夫跳变互联系统模型，其状态空间模型描述其受到互联系统φi(x(t))和扰动wi(t)影响，从
5、步骤2.设定一种输入输出量化策略，基于静态对数量化器qi(υ)，对系统输出yi(t)与系统输入(输出反馈控制器输出fdi(t))进行量化；
6、步骤3.设定一种分散动态输出反馈控制器，并基于输入输出量化策略修正所述的分散动态输出反馈控制器；
7、步骤4.根据步骤3中设定的分散动态输出反馈控制器，将所述复合控制器与量化后的输入输出代入步骤1中的马尔可夫跳变互联系统模型得到马尔科夫跳变互联闭环控制系统；
8、步骤5.根据步骤4所述的马尔可夫互联闭环控制系统，设计李雅普诺夫函数，利用鲁棒h∞控制理论与环路小增益定理论证马尔科夫跳变互联闭环控制系统具有良好的稳定性与抗干扰性能；
9、步骤6.在步骤5马尔可夫互联闭环系统稳定的前提下，设计一种求解计算方法，使用顶点分离法与松弛矩阵求解得到步骤5所述分散输出反馈控制器的增益矩阵，再代入所述闭环控制系统，完成双量化下的分散输出反馈控制。
10、进一步地，所述步骤1中，建立所述电力系统的马尔科夫跳变互联系统模型的具体过程为：
11、考虑电力系统的模态突变问题，构建马尔科夫跳变互联系统模型，包括状态方程和输出方程，
12、状态方程：
13、
14、控制输出方程：yi(t)＝c1i(η(t))xi(t)
15、测量输出方程：zi(t)＝c2i(η(t))xi(t)
16、其中i∈n＝{1，2，3}，所述马尔科夫跳变互联系统模型的状态向量即控制输入扰动输出功率测量输出功率
17、表示范数有界的未知互连项，
18、矩阵ai(η(t))，bi(η(t))，di(η(t))，e(η(t))，c1i(η(t))，c2i(η(t))均为依赖于马尔科夫过程η(t)的合适维度的系统矩阵，
19、所述马尔科夫过程η(t)的转移概率为
20、其中，λτυ为所述马尔科夫互联跳变系统从模态τ到模态υ的全局转移率τ，υ∈m＝{1，2，3，4}，所述转移率为一般不确定的，并且满足成立，m为所述电力互联系统的全局模态编号集合。
21、如步骤2所述的输入输出量化策略采用对数量化器模型，其模型具体为
22、
23、其中0＜θ＜1为量化密度，
24、可以得到qi(υ)＝(1+δqi)υ，
25、其中δqi∈[-δqi，δqi]。
26、进一步地，设定如权利要求1所述的分散动态输出反馈控制器来实现马尔科跳变互联系统的稳定，分散输出反馈控制器的具体结构为：
27、
28、其中，所述分散输出反馈控制器的状态向量即输出向量矩阵adi(η(t))，bdi(η(t))，cdi(η(t))均为待设计的控制器增益。
29、对系统输出yi(t)与系统输入xi(t)(控制器输出fdi(t))分别进行量化得到qi(yi(t))与qi(fdi(t)))。
30、对系统输出量化得到
31、qi(yi(t))＝(1+δ1)yi(t))，
32、对系统输入ui(t)即控制器输出fdi(t)量化得到
33、ui(t)＝qi(fdi(t)))＝(1+δ2)fdi(t))。
34、将量化后的qi(yi(t))，qi(fdi(t)))与分散动态输出反馈控制器
35、代入马尔可夫跳变互联系统模型，得到闭环系统模型，其具体形式为：
36、状态方程：
37、测量输出方程：zi(t)＝cci(η(t))xci(t)
38、其中，
39、
40、cci(η(t))＝[c2i(η(t))0]，
41、t表示转置，aci(η(t))，dci(η(t))，gci(η(t))，cci(η(t))均为合适维度的闭环系统矩阵。
42、双量化分散输出反馈控制器的设计应满足以下两个要求
43、(1)要求闭环系统在扰动wi(t)为零时稳定；
44、(2)给定一个正常数β，对于所有非零的wi(t)∈l2[0，∞)，要求在零初始条件下满足性能
45、
46、其中e(·)代表随机变量的期望。
47、选取能量函数：
48、αi和ci满足环路小增益条件，
49、闭环系统的互连项满足||φi(x(t))||≤di||x(t)||，
50、其中，di为给定的参数。
51、通过数学变换可以得到
52、
53、其中，
54、
55、
56、进一步地，通过
57、
58、
59、
60、可以得到
61、
62、利用环路小增益条件构造线性等式
63、
64、
65、可以得到
66、
67、进一步得到
68、
69、当wi(t)为零时闭环系统稳定，并且在零初始条件下满足
70、
71、因此满足h∞性能下闭环系统稳定的控制器设计的两个条件。
72、在闭环系统稳定的基础上，通过顶点分离法与松弛矩阵设计一种求解计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双量化与马尔科夫链的电力系统控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于双量化与马尔科夫链的电力系统控制器设计方法，其特征在于，所述步骤1中，建立所述电力系统的马尔科夫跳变互联系统模型的具体过程为：
3.如权利要求1所述的输入输出量化策略，其特征在于，基于所述马尔科夫互联跳变系统模型考虑对数量化器对系统输入ui(t)(输出反馈控制器输出fdi(t))与系统输出yi(t)分别进行量化得到Qi(fdi(t))与Qi(yi(t))，对数量化器模型具体为
4.如权利要求1所述的分散动态输出反馈控制器来实现马尔科夫跳变互联系统的稳定，其特征在于，分散输出反馈控制器的具体结构为：
5.如权利要求1所述的基于马尔可夫跳变互联系统的输入输出量化分散输出反馈控制其特征在于，将所述步骤3中量化后的Qi(fdi(t))与Qi(yi(t))与所述步骤4中模态依赖的分散动态输出反馈控制器代入权利要求2中的马尔可夫跳变互联系统模型，得到闭环系统模型，其具体形式为：
6.如权利要求5所述的基于量化分散输出反馈控制
7.如权利要求1所述的基于双量化与马尔科夫链的电力系统控制器设计方法，其特征在于，所述步骤6中，设计一种求解计算方法，从而得到所述基于复合控制器的增益矩阵，使得所述电力系统稳定的同时，使得通信压力得到缓解，并有良好的抗干扰性能。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双量化与马尔科夫链的电力系统控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于双量化与马尔科夫链的电力系统控制器设计方法，其特征在于，所述步骤1中，建立所述电力系统的马尔科夫跳变互联系统模型的具体过程为：
3.如权利要求1所述的输入输出量化策略，其特征在于，基于所述马尔科夫互联跳变系统模型考虑对数量化器对系统输入ui(t)(输出反馈控制器输出fdi(t))与系统输出yi(t)分别进行量化得到qi(fdi(t))与qi(yi(t))，对数量化器模型具体为
4.如权利要求1所述的分散动态输出反馈控制器来实现马尔科夫跳变互联系统的稳定，其特征在于，分散输出反馈控制器的具体结构为：
5.如权利要求1所述的基于马尔可夫跳变互联系统的...
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