現(xiàn)代控制理論結(jié)課論文

1、 10/10 現(xiàn)代控制理論方法綜述研電1610秦曉 1162201332摘要：本文將控制理論方法分為現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)，線性最優(yōu)控制，非線性最優(yōu)控制三大部分，查閱文獻，綜述了每一部分中的經(jīng)典控制方法，以及每種控制方法的優(yōu)缺點和在工業(yè)中的應用，最后提出了目前在現(xiàn)代控制理論中依舊存在的問題。1.引言電力系統(tǒng)是一個復雜的非線性動態(tài)大系統(tǒng)，對于這個規(guī)模龐大的系統(tǒng)，研究其運行的動態(tài)特性進而構(gòu)建先進的安全控制系統(tǒng)是極富挑戰(zhàn)性的課題。同時，各種新技術(shù)的應用，一方面增強了系統(tǒng)的調(diào)控能力和經(jīng)濟效益，另一方面也極大的增加了電網(wǎng)控制的復雜性，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提出了更嚴格的要求。因此，改善與提高我國電力系統(tǒng)的動

2、態(tài)品質(zhì)、安全穩(wěn)定和經(jīng)濟性成為了電力工作者的首要任務。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的最經(jīng)濟和最有效的手段之一是采用先進的控制理論和方法。在過去的時間里，電力工作者們?yōu)楦倪M與發(fā)展電力系統(tǒng)控制技術(shù)進行了大量研究。本文主要梳理總結(jié)電力系統(tǒng)在現(xiàn)代控制方面的研究成果，分析了電力系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢，并總結(jié)了目前現(xiàn)代控制理論還需要解決的問題。2.現(xiàn)代控制的基礎(chǔ)現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ)是經(jīng)典控制理論，在20世紀20年代到50年代間，為了滿足第二次世界大戰(zhàn)前后軍事技術(shù)和工業(yè)發(fā)展的需求，經(jīng)典控制理論有了飛速的發(fā)展。經(jīng)典控制理論主要研究線性時不變、單輸入單輸出的控制問題。在分析和設計大型反饋控制系統(tǒng)時，經(jīng)典控制論主要采用頻域法，

3、其中以 Nyquist 判據(jù)、Bode 圖和根軌跡法最為廣泛12。經(jīng)典控制理論的設計目標是使閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的特征根全部位于左半開平面上。上述設計目標可以描述為一類無目標函數(shù)的優(yōu)化問題，即約束滿足問題。由于使系統(tǒng)穩(wěn)定的控制器解并不唯一，所以根據(jù)經(jīng)典控制理論設計的 PID 控制器往往帶有較大的冗余性3。也正是由于經(jīng)典控制理論設計目標及方向簡單明確，計算方便，特別適合需要依賴工程經(jīng)驗或現(xiàn)場測試進行控制器設計的系統(tǒng)，所以至今仍在工業(yè)中廣泛應用。 在上世紀70年代以前，經(jīng)典控制是電力系統(tǒng)控制的主流。如發(fā)電機勵磁控制AVR主要采用單變量反饋方式，即采用發(fā)電機端電壓偏差作為反饋量的 PID 控制方式。隨著

4、發(fā)電技術(shù)的進步和電力系統(tǒng)自身規(guī)模的增長，人們逐漸發(fā)現(xiàn)這種單輸入控制方式難以滿足電力系統(tǒng)對抑制振蕩和提高穩(wěn)定極限方面的要求。最早報道的互聯(lián)電力系統(tǒng)低頻振蕩發(fā)生于20世紀60年代，北美MAPP的西北聯(lián)合系統(tǒng)和西南聯(lián)合系統(tǒng)進行互聯(lián)試運行時發(fā)生了低頻振蕩，造成聯(lián)絡線過流跳閘4。之后，隨著大容量機組的不斷投運，以及快速、高放大倍數(shù)勵磁系統(tǒng)越來越廣泛的使用，使得低頻振蕩現(xiàn)象在世界各國大型互聯(lián)電網(wǎng)中時有發(fā)生，這對電網(wǎng)安全產(chǎn)生了嚴重威脅。為解決這個問題，文獻5采用轉(zhuǎn)速偏差作為附加反饋與AVR并聯(lián)，發(fā)展出 PSS+AVR的勵磁控制方式。進入21世紀以來，我國電網(wǎng)互聯(lián)程度不斷提高，系統(tǒng)中出現(xiàn)了頻率在0.2 Hz左

5、右以及更低頻率的振蕩6，這就需要加寬PSS的工作頻帶。文獻3認為如果通過整體提高PSS裝置增益的方法來保證高頻段PSS的阻尼效果，可能會使得低頻段幅值過大，使發(fā)電機的無功產(chǎn)生波動。為改善PSS對振蕩模式的選擇性，國內(nèi)外學者開始對具有多頻段結(jié)構(gòu)的PSS展開研究。其中多頻段PSS的原理是使用多個分支為不同頻段的低頻振蕩提供阻尼，然后再將各分支的輸出信號疊加進而形成總的輸出信號3。總而言之，經(jīng)典控制理論的精髓是根據(jù)實際值與控制目標的偏差來產(chǎn)生控制策略，只要合理選擇PID增益使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定就能達到控制目標，這是其被廣泛采用的原因。然而盡管PID控制能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定，但閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)對PID增益變化十

6、分敏感。這導致了控制系統(tǒng)中“快速性”和“超調(diào)”之間產(chǎn)生了不可調(diào)和的矛盾7，因此系統(tǒng)控制原理必須進一步發(fā)展才能更好的適應實際需求，現(xiàn)代控制理論應運而生?，F(xiàn)代控制是經(jīng)典控制進一步發(fā)展的成果，而經(jīng)典控制則是現(xiàn)代控制的基礎(chǔ)，二者是密不可分的。3.線性最優(yōu)控制 線性最優(yōu)控制是現(xiàn)代控制理論中最優(yōu)控制領(lǐng)域的一個重要分支。其受控系統(tǒng)是動態(tài)行為可用線性數(shù)學模型表征的系統(tǒng)。在改善電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性及動態(tài)品質(zhì)方面，線性最優(yōu)控制依舊是目前諸多現(xiàn)代電力系統(tǒng)控制中應用最多，最成熟的一個分支，在遠距離輸電系統(tǒng)的發(fā)電機勵磁控制、發(fā)電機組快速汽門控制、發(fā)電機組的綜合控制、發(fā)電機制動電阻的最優(yōu)時間控制等方面取得了一系列的研究成

7、果8。其中線性多變量控制方式是一種典型的線性控制方式類型。本文主要介紹線性多變量控制方式，利用本控制方式的控制器有如下幾種：前蘇聯(lián)提出的強力式勵磁調(diào)節(jié)器、美國推出的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS、最優(yōu)勵磁控制器 LOEC。3.1前蘇聯(lián)提出的強力式勵磁調(diào)節(jié)器20世紀50年代末期,前蘇聯(lián)電力系統(tǒng)科學工作者提出了強力式勵磁調(diào)節(jié)器。該類調(diào)節(jié)器,除采用發(fā)電機端電壓偏差Vt的比例及1次微分外,還采用了發(fā)電機頻率偏差f 及其 1次微分和發(fā)電機定子電流及其微分等輔助反饋量。在設計方法上, 他們一直采用“雙變量 D域劃分法”9,即在2個變量增益的直角坐標平面上,劃出1個特定的區(qū)域,若這2個變量增益的坐標落在該區(qū)域內(nèi),則閉

8、環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。由于變量較多,這種雙變量D域需要在變量的各種組合下多次畫出,然后從中找出共同穩(wěn)定域D。這種設計方法相當不方便,而且在有些情況下,這種共同穩(wěn)定域D很小,使參數(shù)整定發(fā)生困難,很大程度上依賴現(xiàn)場調(diào)試人員的經(jīng)驗。因而這種強力式勵磁調(diào)節(jié)器的應用推廣受到了限制。3.2美國推出的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS美國的迪米羅和康迪亞提出了稱之為PSS的勵磁控制方式,PSS是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器英文 Power System Stabilizer的縮寫。該控制方式在控制規(guī)律中保留了按發(fā)電機端電壓偏差Vt的比例積分微分的部分,增加了1個按發(fā)電機轉(zhuǎn)速或頻率f的二階超前校正環(huán)節(jié)( PSS通道)。 PSS 通道由2個一階

9、超前環(huán)節(jié)(1+KDS)/(1+KIS) ,1個放大環(huán)節(jié)KS和1個清除環(huán)節(jié)TS/(1+TS)以及1個5%的限幅器所組成。 由于PSS環(huán)節(jié)的存在, 在其參數(shù)KD、KI 、KS及T選取合理時,可起到改善電力系統(tǒng)阻尼特性和減小干擾穩(wěn)定性的作用1011。但PSS 控制方式仍存在以下不足:當PSS環(huán)節(jié)中的KD、KI 、KS及T幾個參數(shù)已確定時,控制器對于電力系統(tǒng)某一對應的較狹窄的振蕩頻率帶能有較好的控制效果,但當系統(tǒng)的實際振蕩頻率落在上述振蕩器抑制振蕩頻率帶以外時,其控制效果就會明顯減弱。這種附加單變量的勵磁控制方式,即使在小擾動條件下,其本身從理論上就不能達到最佳的控制效果,只有在設計合理的條件下才能獲

10、得較好的控制效果。3.3 最優(yōu)勵磁控制器LOEC隨著現(xiàn)代控制理論及其實際應用的不斷發(fā)展,運用現(xiàn)代控制理論進行電力系統(tǒng)運行性能的最優(yōu)化控制的研究工作有了迅速的發(fā)展,對如何按最優(yōu)化的方法來設計多參變量勵磁控制器的研究也有了很大的進展。國際上一些專家提出了線性最優(yōu)勵磁控制方式,簡稱LOEC即英文Linear Optimal Excitation Controller 的縮寫,隨后,我國科學工作者對此作了進一步的研究,已經(jīng)發(fā)表了不少這方面的論文,并推出了該系列的勵磁調(diào)節(jié)器。文獻8系統(tǒng)地論述了最優(yōu)控制理論在電力系統(tǒng)中的應用。對單機無窮大系統(tǒng)而言,如果發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)是自并勵的,若狀態(tài)向量選為X(t)=V

11、t , ,PeT ,則最優(yōu)勵磁控制規(guī)律可表示為：u =Uf =-(KVVt +K+KpPe)式中: Vt 、Pe 為發(fā)電機的端電壓、轉(zhuǎn)速及有功功率的偏差量; KV 、K、Kp為最優(yōu)增益系數(shù)。線性最優(yōu)勵磁控制方式彌補了 PSS 控制方式的不足之處,但將線性最優(yōu)控制原理用于多機電力 統(tǒng)勵磁控制器的設計時,不能得到分散的最優(yōu)控制規(guī)律,只能得到分散的次優(yōu)控制方案。以LOEC為代表的線性最優(yōu)控制在工業(yè)上有很多應用和改進，文獻8,12根據(jù)線性最優(yōu)控制設計了最優(yōu)快速汽門控制器裝置，并在東北電網(wǎng)成功地進行了快關(guān)現(xiàn)場試驗，使得故障后發(fā)電機輸入功率明顯降低，顯著提高了系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。由于快速電液調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，快

12、速汽門控制器實現(xiàn)了工業(yè)實用化。文獻13首先提出將勵磁控制與汽門控制二者結(jié)合起來設計遠距離輸電系統(tǒng)的線性最優(yōu)綜合控制器，把最優(yōu)勵磁控制器、電液調(diào)速器及快速最優(yōu)汽門控制三者的作用統(tǒng)一起來。 動模實驗表明，裝備這一控制器的系統(tǒng)穩(wěn)定極限提高，動態(tài)品質(zhì)優(yōu)良。在多機系統(tǒng)中，為了使不同地點的機組的綜合控制器的技術(shù)目標相互配合，文獻14利用協(xié)聯(lián)控制綜合配置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，改善了多機系統(tǒng)的控制效果。另外，最優(yōu)控制理論在水輪發(fā)電機制動電阻的最優(yōu)時間控制方面也獲得了成功的應用。文獻8根據(jù)二階系統(tǒng)時間最優(yōu)控制原理，開發(fā)了微機電制動控制裝置，并進行了動模實驗，結(jié)果表明與固定時間電制動相比，采用該裝置可提高輸送功率極限2

13、%6%。線性最優(yōu)控制理論已在電力系統(tǒng)中獲得了一定的應用，產(chǎn)生了不容忽視的經(jīng)濟效益。但應當指出，由于這類型的控制器是根據(jù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作點的局部線性化模型來設計的，并沒有考慮電力系統(tǒng)固有的強非線性，因此對大干擾的控制效果不理想。 線性最優(yōu)控制需要反饋所有狀態(tài)變量，某些變量測量相對困難，此外機端電壓并非系統(tǒng)狀態(tài)變量，通過加權(quán)系數(shù)綜合考慮多因素雖能在一定程度改善動態(tài)品質(zhì)，但電壓反饋增益不足，可能難以滿足電壓 調(diào)節(jié)要求。4.非線性控制通常對非線性系統(tǒng)進行控制主要有兩大類處理方法1624：先將非線性系統(tǒng)在某一鄰域內(nèi)進行反饋線性化，然后運用現(xiàn)代控制理論的思想進行控制的設計，如基于微分幾何理論的反饋線性化法

14、、直接反饋線性化方法和逆系統(tǒng)方法等。直接應用非線性控制理論的結(jié)果，如變結(jié)構(gòu)方法25-26、Backstepping控制27-29、魯棒控制30-33和智能控制3435等。 4.1基于微分幾何理論的反饋線性化法 基于微分幾何理論的反饋線性化法通過微分同胚9映射實現(xiàn)坐標變換，根據(jù)變換后的系統(tǒng)設計非線性反饋，實現(xiàn)非線性系統(tǒng)的精確線性化。微分幾何方法適合仿射非線性系統(tǒng)。對于仿射非線性SISO系統(tǒng)，若系統(tǒng)的關(guān)系度r等于系統(tǒng)的維數(shù)n ，則一定可以構(gòu)造出微分同胚映射，通過合理地構(gòu)造非線性反饋，實現(xiàn)系統(tǒng)的精確線性化；對于關(guān)系度小于r和沒有明確輸出的系統(tǒng)，通過構(gòu)造一個虛擬的輸出，同樣有可能實現(xiàn)系統(tǒng)的精確線性化。

15、文獻36運用微分幾何中的零動態(tài)方法進行了水門非線性控制器的設計，并應用于水輪發(fā)電機的水門控制?；谖⒎謳缀卫碚摰姆答伨€性化方法具有堅實的理論基礎(chǔ)，但其控制律的推導對于數(shù)學基礎(chǔ)要求較高，同時非線性反饋的引入令控制器結(jié)構(gòu)復雜，限制了它在工程中的運用。4.2直接反饋線性化方法（DFL） 針對一個非線性系統(tǒng)，若能通過非線性反饋的引入，使得閉環(huán)系統(tǒng)成為具有線性表示形成的“偽”線性系統(tǒng)，則可以采用常規(guī)的線性系統(tǒng)控制方法設計系統(tǒng)控制。DFL方法不需要進行復雜的坐標變換和大量數(shù)學推導，具有計算簡單、物理概念清晰的優(yōu)點，便于工程應用。文獻37運用DFL方法設計了新型變結(jié)構(gòu)勵磁和綜合控制器，仿真表明該控制器提高了

16、系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和故障后的電壓調(diào)節(jié)性能。對于SISO系統(tǒng)，DFL方法能得到與微分幾何方法類似的效果，而且推導過程簡單，對于MIMO系統(tǒng)則不具備上述優(yōu)勢，因而不具備對參數(shù)和模型變化的魯棒性。4.3逆系統(tǒng)方法 逆系統(tǒng)方法利用對于一個可逆過程，若輸入信號先后經(jīng)過逆過程和原過程，則相當于進行了一次標準的單位映射這一思想。通過求取被控過程的逆過程，將之串聯(lián)在被控過程的前面，得到解耦的控制對象，然后再對該對象采用傳統(tǒng)的線性控制方法進行控制。文獻38將多變量的逆系統(tǒng)方法用于大型汽輪發(fā)電機組的綜合控制，仿真結(jié)果表明所設計的控制律能有效地提高發(fā)電機的穩(wěn)定性和電壓精度。與DFL方法類似，在一定的條件下逆系統(tǒng)方法和

17、微分幾何方法本質(zhì)是等價的，可解性依賴于具體問題，對于多輸入多輸出系統(tǒng)很難保證系統(tǒng)的魯棒性，并且存在著工程實現(xiàn)問題。4.4Lyapunov直接法 對于一個非線性系統(tǒng)，若存在一個由其狀態(tài)變量和控制量構(gòu)成的正定函數(shù)，通過判斷其導數(shù)的負定性就可以判斷整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。利用這一原理，可以通過設計適當?shù)姆答亖頋M足上述要求，從而得到穩(wěn)定的系統(tǒng)控制項。Lyapunov 直接法由于直接考慮了系統(tǒng)的非線性特性，且物理概念清晰，在電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析及控制器的設計中得到了廣泛的應用。文獻39基于Lyapunov直接法研究了非線性勵磁控制，數(shù)字仿真和基于微機實現(xiàn)的控制裝置驗證了所提出的控制規(guī)律的有效性。 采用Lya

18、punov 直接法設計控制律的關(guān)鍵是選取合適的能量函數(shù)，對于穩(wěn)定的系統(tǒng)必然存在多種Lyapunov函數(shù)，但如何構(gòu)造Lyapunov函數(shù)卻不容易；同時Lyapunov直接法也不適用于高階大型電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的研究。 4.5無源系統(tǒng)理論 無源系統(tǒng)是一類考慮系統(tǒng)與外界有能量交換的動態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)無源可以保持系統(tǒng)的內(nèi)部穩(wěn)定。從無源系統(tǒng)的角度看，Lyapunov函數(shù)的構(gòu)造過程正是使系統(tǒng)無源化的過程，此時的Lyapunov函數(shù)正是保證系統(tǒng)無源性的存儲函數(shù)。Lyapunov意義下的穩(wěn)定是指無外部激勵條件下系統(tǒng)廣義能量的衰減特性， 而無源性是指系統(tǒng)有外界輸入時的能量衰減特性。對于存在干擾的系統(tǒng)來說，為了使得系統(tǒng)

19、內(nèi)部穩(wěn)定，可依靠無源理論來構(gòu)造反饋控制器，使得相應的閉環(huán)系統(tǒng)無源而保持內(nèi)部穩(wěn)定40。一般來說，無源性、穩(wěn)定性與最優(yōu)性密切相關(guān)，但是Lyapunov函數(shù)的構(gòu)造還沒有規(guī)律可循41，需要經(jīng)一步研究。 4.7Backstepping控制 Backstepping方法直接在非線性系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設計控制器，基本思想是將復雜的非線性系統(tǒng)分解成不超過系統(tǒng)階數(shù)的子系統(tǒng)，然后為每個子系統(tǒng)分別設計Lyapunov 函數(shù)和中間虛擬量，一直“后退”到整個系統(tǒng)，直到整個控制律的完成。對于參數(shù)不確性的系統(tǒng)，文獻27用Backstepping方法來設計反饋控制器，同時還設計出自適應增益控制器進行參數(shù)估計，從而得到了自適應控制器

20、。 Backstepping控制方法其設計過程簡明且能有效處理參數(shù)不確定性及外界干擾，該方法具有很好的應用前景。4.8自適應控制 自適應控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統(tǒng)42。自適應控制器能夠修正自己的特性以適應對象和擾動的動態(tài)變化。目前自適應控制系統(tǒng)主要有兩類：Backstepping自適應控制和參數(shù)自適應控制。前者是根據(jù)對象的輸入/輸出特性在線的對對象參數(shù)進行遞推估計，然后根據(jù)遞推得到的模型實時調(diào)整控制律43。后者是模型參考自適應控制，以模型和對象的輸出誤差作為反饋信號，通過動態(tài)調(diào)整控制器的參數(shù)使得輸出誤差作為反饋信號44。 采用自適應控制技術(shù)能夠有效地解決模型不精確和模型變化所帶

21、來的魯棒性問題，但是由于它需要復雜的在線計算和遞推估計，只是適合于一些漸變和實時性不高的過程。 4.9混沌、分叉控制 混沌指一種貌似無規(guī)則的運動，一種對初值特別敏感的內(nèi)在隨機運動，在較長一段時間內(nèi)是不可預測的，但支配它運動的規(guī)律卻可用確定性的方程來描述；混沌控制指改變系統(tǒng)的混沌形態(tài)，使之呈現(xiàn)出周期性動力行為45。當系統(tǒng)模型的微小變動不影響狀態(tài)空間中任意起點的運動軌跡的定性特征時，稱系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的；當系統(tǒng)在某個模型參數(shù)變化到一個特定數(shù)值時，系統(tǒng)的定性特征隨該參數(shù)的微小變化而發(fā)生變化，則該點稱為分叉點。分叉的研究首先要知道什么時候存在分叉現(xiàn)象；然后才考慮分叉的控制。分叉的控制是指通過控制手段去改

22、變動力系統(tǒng)分叉現(xiàn)象的各種特征。 4.10智能控制 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ANN）、 模糊控制（FC）和專家系統(tǒng)（ES）的智能控制由于具有處理各種非線性的能力、并行計算的能力、自適應、自學習和自組織的能力以及容許模型不精確甚至不確定等多方面優(yōu)點，使之可以綜合解決多機電力系統(tǒng)控制所面臨的諸多問題。文獻34應用ANN實現(xiàn)了勵磁、快關(guān)汽門和電阻掣動三種不同控制器的最優(yōu)綜合控制。 文獻46用模糊控制與線性最優(yōu)控制結(jié)合實現(xiàn)了非線性自適應變增益勵磁控制，彌補了固定增益的線性最優(yōu)勵磁控制對大、小干擾或不同目標采用折中設計和無法考慮強非線性約束的不足。 電力系統(tǒng)智能控制還有大量基礎(chǔ)問題需要研究。4.11 基于 AD

23、P 的非線性控制 不論是基于變分法和極大值原理的線性最優(yōu)控制，還是基于微分幾何原理的非線性最優(yōu)控制，其分析和設計都是建立在精確的系統(tǒng)模型基礎(chǔ)之上的。由于電力系統(tǒng)的復雜性和不確定性等因素，用于控制的精確模型通常很難獲得，此時系統(tǒng)的優(yōu)化控制則很難實現(xiàn)。魯棒控制固然在建立數(shù)學模型和設計控制規(guī)律時積極地考慮了不確定性的影響，然而，魯棒控制的主要目標是保證在不確定條件下的穩(wěn)定性，而較少關(guān)注控制性能的優(yōu)化，要取得對較 大X圍的誤差的魯棒性可能會犧牲更精確的控制。這樣魯棒性和控制性能之間的折中就成為控制器設計的關(guān)鍵因素。而目前尚無一般性的解決方法。ADP 作為一種以Bellman最優(yōu)化原理為基礎(chǔ)的先進動態(tài)優(yōu)

24、化理論，和以Pontryagin極小值原理為基礎(chǔ)的最優(yōu)控制聯(lián)系緊密。ADP使用近似的方法來減小高維對計算所帶來的影響，解決了動態(tài)規(guī)劃(DP)面臨的“維數(shù)災”問題，從而使將其應用于大規(guī)模電力系統(tǒng)優(yōu)化控制成為可能。ADP的原理是通過估計來獲得余留代價函數(shù)，從而避免每個階段內(nèi)針對所有狀態(tài)變量和控制變量進行精確計算，同時在總體代價最優(yōu)的原則下進行策略更新，通過對系統(tǒng)響應進行評價不斷提高估計精度，并逐步改進控制策略，以實現(xiàn)總體代價的最優(yōu)4748。5.仍然存在需進一步研究的問題隨著電力系統(tǒng)高速發(fā)展，電力系統(tǒng)的高度非線性、設備間的強耦合性和不可避免的不確定性成為制約控制器發(fā)揮性能的主要因素。電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域

25、存在技術(shù)難題如下4951：一是，PID控制以及線性最優(yōu)控制均依賴特定工作點處的近似線性化數(shù)學模型，且未考慮系統(tǒng)中存在的各種干擾，從理論上講控制效能對工況變化的適應性不強。如系統(tǒng)發(fā)生大擾動時，其控制的效果會大大削弱，甚至起到負作用；二是，非線性魯棒控制率的設計必須求解HJI不等式，而該二次偏微分不等式在數(shù)學上尚無一般解法；三是，非線性非最小相位系統(tǒng)（如水輪機調(diào)速系統(tǒng)）控制效果不佳的問題。四是，雖然非線性控制理論在電力系統(tǒng)中成功的應用雖然明顯地提高了電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。不過，由于非線性系統(tǒng)控制問題的復雜性，不能找到一種萬能的非線性控制方法。每一種方法只適合解決一些特殊的非線性系統(tǒng)控制問題。參考文獻

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