基于矢量比例积分控制器的海上风电并网冲击电流谐波滤除方法

1

作者 汤浩然 杜伟安 +3 位作者 傅望安 黄礼波 苏人奇 兰连军 《微特电机》 2024年第12期70-74,共5页

为了最大程度滤除海上风电并网冲击电流谐波,维护海上风电系统的平稳运行,提出基于矢量比例积分控制器的海上风电并网冲击电流谐波滤除方法。设计降阶矢量比例积分控制器,计算海上风电并网中的冲击谐波电流参考值,构建闭环控制结构。通... 为了最大程度滤除海上风电并网冲击电流谐波,维护海上风电系统的平稳运行,提出基于矢量比例积分控制器的海上风电并网冲击电流谐波滤除方法。设计降阶矢量比例积分控制器,计算海上风电并网中的冲击谐波电流参考值,构建闭环控制结构。通过闭环控制传递函数计算系统对电流谐波的响应值;利用降阶矢量比例积分控制器,根据传递函数响应值,实现谐波滤除。测试结果表明,设计的闭环反馈控制结构传递相位响应达到±100°,频率最大幅值为-20~80 dB(A),相较于传统开环控制调节能力更强。滤除谐波后,电流保持在-0.25~0.25 A之间,电流更均匀,功率波动低于1 MW,有助于海上风力系统的平稳运行。 展开更多

关键词 双馈异步风力发电机 降阶矢量比例积分控制器 电流谐波 谐波滤除 闭环控制

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基于分数阶微积分的模糊分数阶控制器研究 被引量：17

2

作者 曹军义 梁晋 曹秉刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1246-1249,1253,共5页

在分析分数阶微积分的基础上,提出了一种新型模糊分数阶比例积分微分控制器.分数阶微积分将传统控制器中的积分和微分的阶数扩展到任意实数,为控制器的设计提供了比传统整数阶更好的性能扩展.结合分数阶比例积分微分控制器和模糊控制逻... 在分析分数阶微积分的基础上,提出了一种新型模糊分数阶比例积分微分控制器.分数阶微积分将传统控制器中的积分和微分的阶数扩展到任意实数,为控制器的设计提供了比传统整数阶更好的性能扩展.结合分数阶比例积分微分控制器和模糊控制逻辑,用分数阶比例积分微分单元代替传统的模糊比例积分微分控制器中的比例积分微分单元,构建了模糊分数阶比例积分微分控制器的结构,采用模糊逻辑推理和Tus-tin离散方法实现了模糊分数阶比例积分微分控制器的计算.最后,用数字仿真方法和不同条件下的对比分析验证了新型模糊分数阶比例积分微分控制器的优良控制特性.研究结果表明,设计的新型模糊分数阶比例积分微分控制器对非线性和参数不确定性具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 分数阶控制器 模糊比例积分微分控制器 分数阶微积分

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灵敏度约束的自整定最优比例积分控制器 被引量：1

3

作者 陈永会 谭功全 +1 位作者 谭飞 傅成华 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2011年第6期58-60,63,共4页

针对一阶延时(FOPDT)模型,考虑到阶跃负载的干扰,以最小化时间乘绝对误差积分或最大积分增益为目标,利用数值优化运算获取比例积分控制器参数。在过程惯性时间与时滞时间之比的大范围内,通过寻优数值拟合出控制器参数调整公式。最后,用... 针对一阶延时(FOPDT)模型,考虑到阶跃负载的干扰,以最小化时间乘绝对误差积分或最大积分增益为目标,利用数值优化运算获取比例积分控制器参数。在过程惯性时间与时滞时间之比的大范围内,通过寻优数值拟合出控制器参数调整公式。最后,用双通道继电器闭环测试获取过程信息,建立近似的一阶延时模型来自动整定控制器参数。仿真结果证明了此方法的有效性。 展开更多

关键词 比例积分控制器 自整定 最优化 灵敏度约束 一阶延时模型

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基于分数阶控制器的PMSM恒速控制 被引量：10

4

作者 王瑞萍 史步海 皮佑国 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期119-125,共7页

为了实现交流永磁同步电机的高性能速度控制,提出一种能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶比例积分控制器.为评价该分数阶控制器的性能,将该控制器和采用最优化设计的整数阶比例积分控制器分别应用于同一系统进行了仿真和原型实验.结... 为了实现交流永磁同步电机的高性能速度控制,提出一种能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶比例积分控制器.为评价该分数阶控制器的性能,将该控制器和采用最优化设计的整数阶比例积分控制器分别应用于同一系统进行了仿真和原型实验.结果表明:对于相同的负载扰动,分数阶比例积分控制器的控制效果明显优于最优的整数阶比例积分控制器,且其对系统开环增益变化具有更强的鲁棒性. 展开更多

关键词 交流永磁同步电机 分数阶比例积分控制器 整数阶比例积分控制器 抗扰性能 鲁棒性

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基于分数阶PI速度控制器的永磁同步电动机控制 被引量：20

5

作者 王瑞萍 皮佑国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期69-75,共7页

将分数阶比例积分控制器应用于交流永磁同步电动机的速度控制,来达到实现系统高性能控制的目的。本文重点研究了应用分数阶比例积分控制器作为速度控制器的交流永磁同步电动机速度控制系统的跟随性能。在相同条件下,对采用按照最优化设... 将分数阶比例积分控制器应用于交流永磁同步电动机的速度控制,来达到实现系统高性能控制的目的。本文重点研究了应用分数阶比例积分控制器作为速度控制器的交流永磁同步电动机速度控制系统的跟随性能。在相同条件下,对采用按照最优化设计的整数阶比例积分控制器的系统与采用分数阶比例积分控制器的系统,分别采用阶跃输入、三角波输入和正弦输入信号进行了仿真和实验研究。研究结果表明:采用分数阶比例积分控制器的系统响应速度和跟随性能均优于采用整数阶比例积分控制器的系统。 展开更多

关键词 分数阶比例积分控制器 整数阶比例积分控制器 永磁同步电动机 跟随性能

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基于分数阶PD速度控制器的永磁同步电动机控制研究 被引量：4

6

作者 王瑞萍 皮佑国 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期34-39,共6页

为了实现交流永磁同步电机的高性能速度控制,提出一种能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶比例微分控制器。为评价该控制器的性能,将该控制器和采用最优化设计的整数阶比例积分控制器分别应用于同一系统进行了仿真和原型实验。结果表... 为了实现交流永磁同步电机的高性能速度控制,提出一种能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶比例微分控制器。为评价该控制器的性能,将该控制器和采用最优化设计的整数阶比例积分控制器分别应用于同一系统进行了仿真和原型实验。结果表明:采用文中提出的分数阶比例微分控制器的系统响应速度、跟随性能和节能效果均优于采用整数阶比例积分控制器的系统。 展开更多

关键词 分数阶比例微分控制器 整数阶比例积分控制器 交流永磁同步电动机 跟随性能 节能效果

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锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计 被引量：25

7

作者 王东风 王晓燕 韩璞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期113-119,共7页

将分数阶微积分用于系统控制已引起控制学界的广泛关注。分数阶PIλDμ.控制是传统PID控制的推广与发展,积分阶次λ和微分阶次μ的引入使得分数阶控制器具有更灵活的结构和更强的鲁棒性。分数阶PIλDμ控制器对对象参数变化不敏感,对非... 将分数阶微积分用于系统控制已引起控制学界的广泛关注。分数阶PIλDμ.控制是传统PID控制的推广与发展,积分阶次λ和微分阶次μ的引入使得分数阶控制器具有更灵活的结构和更强的鲁棒性。分数阶PIλDμ控制器对对象参数变化不敏感,对非线性有很强的抑制能力。将分数阶控制器用于多变量非线性控制系统的设计,针对输入受限和不确定性的非线性MIMO锅炉-汽轮机系统设计分数阶PIλDμ控制器,控制器参数整定采用粒子群优化算法。仿真结果表明,获得的分数阶PIλDμ控制器在大范围负荷变化及存在参数、结构不确定性时均能取得满意的控制效果,显示良好的适应性及鲁棒性,与传统PID控制器相比具有明显优势。 展开更多

关键词 锅炉-汽轮机系统 非线性多变量控制 分数阶微积分 分数阶控制器 比例积分微分控制器 粒子群优化算法

原文传递

分数阶PID控制器参数的自适应设计 被引量：32

8

作者 黄丽莲 周晓亮 项建弘 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1064-1069,共6页

分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器是整数阶PID控制器在复数域的推广,通过引入两个可调参数λ和μ使得控制器参数整定范围变大,但使得参数设计变得更加复杂。针对分数阶PID控制器的特点,提出了一种参... 分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器是整数阶PID控制器在复数域的推广,通过引入两个可调参数λ和μ使得控制器参数整定范围变大,但使得参数设计变得更加复杂。针对分数阶PID控制器的特点,提出了一种参数自适应的改进型差分进化算法整定方法,在目标函数的选取上,针对传统时间与绝对误差乘积准则对超调量控制不足,引入误差与控制信号加权,分别对整数阶和分数阶被控模型进行理论分析和数值仿真,仿真结果证明了该控制器参数设计方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 分数阶比例-积分-微分控制器 差分进化 参数整定 自适应

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一阶时滞过程PID控制器优化准则 被引量：10

9

作者 谭功全 干树川 陈永会 《控制工程》 CSCD 北大核心 2012年第5期798-800,808,共4页

对单回路控制系统,期望得到控制器的统一优化准则。以误差积分性能指标描述系统时间响应,以环路函数的频域约束表示系统稳定裕度,从而建立一种综合的鲁棒性能(RP)指标,即系统的稳定裕度和积分性能的指数加权指标。针对比例积分微分(PID... 对单回路控制系统,期望得到控制器的统一优化准则。以误差积分性能指标描述系统时间响应,以环路函数的频域约束表示系统稳定裕度,从而建立一种综合的鲁棒性能(RP)指标,即系统的稳定裕度和积分性能的指数加权指标。针对比例积分微分(PID)控制器串联一阶时滞过程(FOPDT)的系统,通过计算机数值运算,选择出RP的合理加权因子范围为1～2。以加权因子取1.5的RP作为控制器优化准则,对时滞比从0到∞的FOPDT过程获得了最优PID控制。仿真表明,该法对鲁棒性和积分性能的折中是合适的,对一般工业过程的控制器参数优化有较大的借鉴意义。 展开更多

关键词 一阶时滞过程 比例积分微分控制器 鲁棒积分性能 优化准则

原文传递

基于粒子群优化算法的分数阶PID控制器设计 被引量：11

10

作者 赵华东 宋保业 +1 位作者 张建胜 许琳 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第4期60-65,共6页

分数阶PID控制器具有可变的微分和积分阶次,通过调整控制器参数可以获得更好的控制性能。本文基于粒子群优化算法设计分数阶PID控制器。首先介绍分数阶PID和粒子群优化算法,然后给出分数阶PID控制系统结构、分数阶微积分算子的近似算法... 分数阶PID控制器具有可变的微分和积分阶次,通过调整控制器参数可以获得更好的控制性能。本文基于粒子群优化算法设计分数阶PID控制器。首先介绍分数阶PID和粒子群优化算法,然后给出分数阶PID控制系统结构、分数阶微积分算子的近似算法和分数阶PID控制器设计的仿真流程,最后通过MATLAB/Simulink对算例进行控制器设计仿真。仿真结果表明,通过粒子群寻优能够获得满意的分数阶PID控制器参数,满足对控制性能的要求。 展开更多

关键词 粒子群优化 分数阶控制器 比例-积分-微分

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改进的粒子群优化算法优化分数阶PID控制器参数 被引量：24

11

作者 金滔 董秀成 +2 位作者 李亦宁 任磊 范佩佩 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第3期796-801,共6页

为了提高分数阶比例积分微分(FOPID)控制器的控制效果,针对FOPID控制器参数整定的范围广、复杂性高等特点,提出改进的粒子群优化(PSO)算法优化FOPID控制器参数的方法。该算法对PSO中惯权重系数的上下限设定范围并随迭代次数以伽玛函数... 为了提高分数阶比例积分微分(FOPID)控制器的控制效果,针对FOPID控制器参数整定的范围广、复杂性高等特点,提出改进的粒子群优化(PSO)算法优化FOPID控制器参数的方法。该算法对PSO中惯权重系数的上下限设定范围并随迭代次数以伽玛函数方式非线性下降,同时粒子的惯性权重系数和学习因子根据粒子的适应度值大小动态调整,使粒子保持合理运动惯性和学习能力,提高粒子的自适应能力。仿真实验表明,改进的PSO算法优化FOPID控制器的参数较标准PSO算法具有收敛速度快和收敛精度高等优点,使FOPID控制器得到较优的综合性能。 展开更多

关键词 分数阶比例积分微分控制器 粒子群优化 惯性权重系数 参数优化 自适应

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分数阶模型在电厂控制系统中的应用 被引量：3

12

作者 谷俊杰 侯雅飞 王鹏 《热力发电》 CAS 北大核心 2016年第4期106-110,共5页

从分数阶微积分的数学定义推导出分数阶微积分的数值表达式,并利用粒子群优化算法辨识得到分数阶模型,将其应用于超超临界燃煤机组,得到燃料量与中间点压力之间的分数阶模型和整数阶模型,在所求模型的基础上设计了分数阶内模控制器,对... 从分数阶微积分的数学定义推导出分数阶微积分的数值表达式,并利用粒子群优化算法辨识得到分数阶模型,将其应用于超超临界燃煤机组,得到燃料量与中间点压力之间的分数阶模型和整数阶模型,在所求模型的基础上设计了分数阶内模控制器,对整数阶控制器和分数阶控制器的控制效果进行对比。结果表明:分数阶内模控制器比整数阶内模控制器具有更好的控制效果和抗干扰能力。 展开更多

关键词 热工控制 分数阶 整数阶 内模控制器 微积分 粒子群算法

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PI控制系统鲁棒性和积分性能优化的仿真 被引量：1

13

作者 谭功全 陈永会 谭飞 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第8期190-195,共6页

关于控制系统稳定性优化问题,针对一阶时滞过程(FOPDT),给出了一种鲁棒性和性能都可接受的比例积分(PI)控制器设计方法。将过程时滞部分用2/2Pade逼近后,可导出PI参数与闭环系统阻尼比和振荡频率的显示关系。在限定阻尼比下依积分性能... 关于控制系统稳定性优化问题,针对一阶时滞过程(FOPDT),给出了一种鲁棒性和性能都可接受的比例积分(PI)控制器设计方法。将过程时滞部分用2/2Pade逼近后,可导出PI参数与闭环系统阻尼比和振荡频率的显示关系。在限定阻尼比下依积分性能最优整定PI后,可得到系统随阻尼比变化的积分性能和鲁棒性。根据传统方法,不可能得到稳定性能。为选择期望的阻尼比,优化系统性能,提出一种鲁棒性加权的积分性能损失函数,以绝对误差积分(IAE)和最大灵敏度(Ms)为例,对FOPDT过程的PI参数进行优化仿真。仿真结果表明,所得的PI对不同时延比的FOPDT过程均有满意的鲁棒性和稳定性,对其它控制器和过程的参数优化有很好的借鉴作用。 展开更多

关键词 一阶时滞过程 比例积分控制器 阻尼比 鲁棒性 积分性能 鲁棒性能

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Boost变换器的双闭环分数阶PI控制研究 被引量：3

14

作者 黄钦华 高远 +1 位作者 袁海英 文家燕 《广西科技大学学报》 2020年第1期11-17,共7页

为提高Boost变换器输出电压的控制性能和抗干扰性,提出一种电压环和电流环均采用分数阶比例积分(PI)控制器的双闭环控制方法.该方法在建立的双闭环分数阶PI控制系统数学模型基础上,结合控制系统频域设计理论设计出电流环、电压环的分数... 为提高Boost变换器输出电压的控制性能和抗干扰性,提出一种电压环和电流环均采用分数阶比例积分(PI)控制器的双闭环控制方法.该方法在建立的双闭环分数阶PI控制系统数学模型基础上,结合控制系统频域设计理论设计出电流环、电压环的分数阶PI控制器参数,并利用Bode图分析了被控系统的稳定性和鲁棒性.Boost变换器的双闭环分数阶PI控制仿真结果表明,即使在电源电压、负载,以及期望输出电压的变化条件下,相比双闭环整数阶PI,以及电压环分数阶PI、电流环整数阶PI的两种控制情形,该方法能实现变换器具有更好的输出电压性能和控制鲁棒性. 展开更多

关键词 BOOST变换器 分数阶 双闭环 比例积分控制器 鲁棒性

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一种新型反馈控制器的研究与应用 被引量：10

15

作者 李军 黄卫剑 +1 位作者 万文军 刘哲 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期411-422,共12页

基于比例–积分–微分(PID)的反馈控制是工业过程控制领域首选的基础控制技术.在PID控制中,一个看不见的严重缺陷,即常规积分控制跟踪常值扰动的效率不高的问题已被揭示.针对常规积分控制存在的问题,提出了一种无穷阶积分器(IOI),显著... 基于比例–积分–微分(PID)的反馈控制是工业过程控制领域首选的基础控制技术.在PID控制中,一个看不见的严重缺陷,即常规积分控制跟踪常值扰动的效率不高的问题已被揭示.针对常规积分控制存在的问题,提出了一种无穷阶积分器(IOI),显著提高了跟踪常值扰动的效率.将IOI等用于构造一种新型反馈控制器(NFC),显著提高了过程输出跟踪过程给定包括跟踪过程稳态偏差的性能.NFC具有简单性和良好的工程易用性,在难控过程具有比PID更好的控制性能.数学分析,仿真实验和电力控制工程应用的结果验证了文中所提出观点和方法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 控制工程 比例–积分–微分 新型超前观测器 无穷阶积分器 新型反馈控制器 参数整定

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基于分数阶PIαDβ的飞机永磁同步电机转速控制技术 被引量：2

16

作者 毕森森 王心宇 任培培 《计算机测量与控制》 2020年第3期114-118,共5页

当前飞机永磁同步电机控制技术电流干扰性大、且电机鲁棒性较差,存在控制速度慢的问题;据此,提出基于分数阶PIαDβ研究了一种新的飞机永磁同步电机转速控制技术,通过分数阶PIαDβ的比例积分对飞机永磁同步电机的输入电流与输出电流进... 当前飞机永磁同步电机控制技术电流干扰性大、且电机鲁棒性较差,存在控制速度慢的问题;据此,提出基于分数阶PIαDβ研究了一种新的飞机永磁同步电机转速控制技术,通过分数阶PIαDβ的比例积分对飞机永磁同步电机的输入电流与输出电流进行抗干扰处理,采用分数阶PIαDβ积分技术更能提高控制系统的抗干扰性,相同开环增益环境下,使用控制器提高电机的鲁棒性,通过分数阶PIαDβ的微分技术处理控制飞机永磁同步电机的转速;为检测控制技术效果,设定对比实验,结果表明,基于分数阶PIαDβ的飞机永磁同步电机转速控制技术以分数阶PIαDβ为基础,通过进行相关的分数阶计算,选择最匹配的控制模式,使飞机永磁同步电机能够更高效的工作,控制速度提高了12.81%。 展开更多

关键词 分数阶比例积分控制 整数阶比例积分控制 永磁同步电机 转速控制

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不平衡及谐波电网下基于静止坐标系的并网逆变器直接功率控制 被引量：17

17

作者 沈永波 年珩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期114-122,146,共10页

为提高电网不平衡及电网背景谐波下电压源并网逆变器的运行性能,以静止坐标系下并网逆变器数学模型为基础,提出不平衡及谐波电网下并网逆变器的直接功率控制策略,实现输出功率平稳或输出电流平衡且正弦的两个独立的控制目标。所提控制... 为提高电网不平衡及电网背景谐波下电压源并网逆变器的运行性能,以静止坐标系下并网逆变器数学模型为基础,提出不平衡及谐波电网下并网逆变器的直接功率控制策略,实现输出功率平稳或输出电流平衡且正弦的两个独立的控制目标。所提控制策略使用降阶广义积分器实现对电网电压基频分量的快速准确提取,从而计算得到输出电流平衡且正弦控制目标下的功率参考补偿项。所提控制策略使用矢量比例积分谐振器实现对功率参考中波动分量的精确控制。最后通过构建并网逆变器实验系统,对所提控制策略的可行性和有效性进行了实验验证。 展开更多

关键词 电网不平衡 电网背景谐波 电压源并网逆变器 直接功率控制 降阶广义积分器 矢量比例积分控制器

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不平衡电网电压下光伏逆变器控制方法的改进研究 被引量：3

18

作者 党克 郑玉浩 严干贵 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1958-1964,共7页

针对电网电压不平衡条件下光伏并网逆变器的控制性能变差的问题,在基于传统双d-q同步旋转坐标系的PI调节器基础上引入具有动态跟踪频率变动的降阶谐振环节,形成新型比例积分一阶谐振(proportionalintegrator and reduced order resonanc... 针对电网电压不平衡条件下光伏并网逆变器的控制性能变差的问题,在基于传统双d-q同步旋转坐标系的PI调节器基础上引入具有动态跟踪频率变动的降阶谐振环节,形成新型比例积分一阶谐振(proportionalintegrator and reduced order resonance,PIROR)电流控制器。该控制器不需对不平衡下的正负序电流进行分解,对输出电流可无差控制。加入具有跟踪频率变动的一阶谐振环节可保证同步控制负序电流的精确度,同时谐振系统结构相对简单,易于工程实现。仿真结果表明,在电网不平衡扰动下,该控制方案可提高光伏逆变器在不平衡电网电压下运行的动态性能和运行的可靠性。 展开更多

关键词 电网电压不平衡 光伏逆变器 比例积分一阶谐振控制器 无差控制

原文传递

考虑Levy变异帝国竞争算法的改进电力系统稳定器 被引量：3

19

作者 崔明勇 陈辰 +2 位作者 唐英干 卢志刚 彭步鑫 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2019年第10期103-109,共7页

为加强传统电力系统稳定器设计中抑制低频振荡的能力,提高其整定范围和控制能力,该文利用分数阶比例-积分-微分控制器在控制方面所具有的灵活控制能力和良好跟踪性能,设计了一套基于分数阶比例-积分-微分控制器的电力系统稳定器系统。... 为加强传统电力系统稳定器设计中抑制低频振荡的能力,提高其整定范围和控制能力,该文利用分数阶比例-积分-微分控制器在控制方面所具有的灵活控制能力和良好跟踪性能,设计了一套基于分数阶比例-积分-微分控制器的电力系统稳定器系统。同时利用基于Levy变异的帝国竞争算法对改进的电力系统稳定器系统进行优化配置,并在单机无穷大系统下对设计模型进行仿真。仿真结果表明提出的设计可以充分抑制电力系统低频振荡、灵活控制受控对象,具有很好的控制效果和鲁棒性。 展开更多

关键词 分数阶比例-积分-微分控制器 低频振荡 电力系统稳定器 Levy变异 帝国竞争算法

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