[发明专利]多机电力系统的输入量化有限时间容错抗干扰控制方法

权利要求书

1.一种多机电力系统的输入量化有限时间容错抗干扰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基于多机电力系统的数学模型，建立具有参数未知和不匹配扰动的非线性系统的数学模型；

(2)建立迟滞量化器模型；

(3)自适应控制器的设计与稳定性分析；

步骤(1)中，区域内的发电机G₁和G₂以及G₃和G₄的电气联系紧密，并且受到扰动后动态行为类似，故将每个区域等值为一台发电机；在设计控制器时，发电机采用隐极机，且模型选用经典二阶模型；发电机采用暂态电抗使暂态电势E₁和E₂恒定；输入机械功率P_m1和P_m2恒定；考虑系统阻尼和外部干扰的影响；则多机电力系统的数学模型为：

因为区域A、B之间的联络线为弱互联，并且联络线中总电抗X_ac远大于等值发电机的电抗，所以得到β₁≈δ₁、β₂≈δ₂；

那么，弱联络线的有功功率为：

其中，X_ac＝x′_1d+x′_2d+x_1∑+x_2∑，X_ac为联络线上的总电抗，X_TCSC为TCSC的等效电抗；

令Δδ₁₂＝δ₁-δ₂-δ₀，Δω₁₂＝ω₁-ω₂，且已知,则有

定义系统的状态变量为x₁＝Δδ₁₂，x₂＝Δω₁₂，选择控制量为所以电力系统被重新描述为：

其中，

a₁g(·)不经过零点且有界，且ξ(·)为已知非线性函数；

控制目标是为多机电力系统构造一种自适应控制方法，考虑到控制器中执行器的故障，保证多机电力系统有限时间的稳定性；

步骤(1)中，建立如下具有参数未知和不匹配扰动的非线性系统的数学模型：

其中，x(t)＝[x₁(t),...,x_n(t)]^T∈Rⁿ为系统的状态；f_i：Rⁱ×Rⁿ→R，i＝1，2，...，n，f_i是连续可微函数，并且对于任意的t，都有f_i(0,...,0)＝0；u(t)＝[u₁,u₂,...,u_m]^T∈R^m为系统的输入向量，且q(u(t))＝[q(u₁(t)),q(u₂(t)),...,q(u_m(t))]^T∈R^m是量化输入向量；g_n(t)＝[g_n1(t),....,g_nm(t)]，g_i(t)为已知连续函数，g_i(t)≠0以及其中为常数；

执行器故障包括锁定故障和失效故障；

所述锁定故障的模型为：

其中，表示第j个执行器卡住的位置，t_j表示锁定发生的时刻；

所述失效故障的模型为：

其中，v_r(t)是第r个应用控制输入，t_r是失效故障发生的时刻，k_r(t)∈[k_r,1]是相应的执行器的有效因子，0＜k_r≤1是k_r(t)的下界，其中k_r＝1表示系统没有执行器故障；

将控制输入描述如下：

其中，λ_j为锁定因子，被定义为：

步骤(2)中，建立如下迟滞量化器模型：

其中，u_i＝ρ^1-iu_min，i＝1，2，...m，u_min0，0ρ1，且q(u)在集合U＝(0,±u_i,±u_i(1+δ))内；参数ρ代表量化密度，ρ越小，迟滞量化器越粗糙；u_min决定q(u)的死区大小；

将上述迟滞量化器描述为：

q(u)＝q₁(u(t))u+q₂(u(t))

其中，

且q₁≥σ,|q₂|≤u_min

其中，σ＝1-δ；

步骤(3)中，设计如下自适应控制器：

其中，

其中，β_n，j(·)≥0，j＝1，...，n，β_n，j(·)是C₁函数，c_n是混合参数，ρ_n(·)＝ρ_n(z₁,...,z_n)≥0。