[发明专利]一种电压暂降综合治理设备的控制器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压暂降治理设备控制策略，具体涉及基于不确定性马尔科夫跳变系统的一种电压暂降综合治理设备的控制器的设计方法。

背景技术

电压暂降问题是近十多年来，在电能质量涉及问题中出现频率最高及造成电压敏感负荷不能正常工作的主要原因。这些电压敏感设备大部分应用在半导体制造业、精密机械加工业、医疗等行业。为了减小电压暂降对工业所造成的巨大经济损失，以STATCOM(静止无功补偿器)装置为主的电压暂降治理设备以其具有的无功快速响应、占地小、安装方便等优点受到人们的重视并得到广泛应用。

目前工程应用方面，STATCOM控制器主要以经典PI(Proportional Integral controller，比例调节和积分调节)控制为主，控制器参数设计主要考虑响应速度，波动等要求，实际应用中主要依赖人员经验进行调试改动，存在人员主观性。

马尔科夫跳变系统提出，若系统存在一系列稳定点，当系统参数发生变化，从初始稳定点过渡到第二稳定点的过程中系统还未稳定，系统参数再次发生变化过渡到第三稳定点，以此类推。即使系统在各点稳定，在这一系列的跳变过程中系统依然可能不稳定。在发生电压暂降的情况下，系统存在较大波动，以经验调试为主设计的电压暂降治理设备控制器可能失稳导致无法正常工作甚至加剧电压暂降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电压暂降综合治理设备的控制器的设计方法，使控制器满足马尔科夫跳变系统稳定，并在此基础上考虑不确定性带来的影响，增强系统鲁棒性，对控制效果也进行了优化，在系统发生较大波动的情况下，该控制器的设计方法能够保证控制器稳定运行，有力保障了敏感用户的安全稳定运行。

实现上述目的的技术方案是：

一种电压暂降综合治理设备的控制器的设计方法，包括下列步骤：

步骤S1，根据各子系统参数以及电压暂降综合治理设备的参数，写出各子系统表达式；

步骤S2，运用IQC(Integral Quadratic Constraints，积分二次约束)方法对步骤S1中的所述各子系统表达式进行解耦，并扩大不确定性设定值以包含有界范数以及非线性算子；

步骤S3，对各子系统进行分散控制器设计，控制器改用输出反馈控制，形成控制器表达式，控制器满足绝对稳定条件，在此基础上对控制器的控制效果进行优化，得到目标函数，对最坏情况下控制效果进行最优控制；

步骤S4，运用博弈型里卡蒂耦合代数方程对步骤3得到的控制器表达式、绝对稳定条件以及目标函数进行变换，该变换是充分必要的；

步骤S5，对步骤4得到的变换结果进行数值计算，通过LMI Rank工具箱计算获得控制器参数。

上述的一种电压暂降综合治理设备的控制器的设计方法，其中，步骤S1中，所述各子系统表达式为：