动态无功补偿装置最优二次调节器及其设计方法

摘要

本发明提供一种动态无功补偿装置最优二次调节器设计方法，包括以下步骤：采样无功补偿装置输出的无功功率和晶闸管放大系数，利用模型辨识算法获得无功补偿装置传递函数；按照控制系统理论能观测标准型的形式，设计无功补偿装置连续时间状态方程；建立优化指标函数；求解黎卡提方程；计算无功补偿装置最优二次调节器增益矩阵；获得无功补偿装置控制系统输入晶闸管放大系数。利用本发明方法可以按照设计者要求的动静态性能，通过求解黎卡提方程即可获得最优的控制器参数，保证系统具有最优控制性能；并且还能利用最优二次调节器的作用实现无功功率输出跟踪控制，具有非常优异的系统性能。

主权项

一种动态无功补偿装置最优二次调节器设计方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、采样无功补偿装置输出的无功功率Q和晶闸管放大系数u，选择无功补偿装置模型阶次n，利用模型辨识算法获得无功补偿装置传递函数；S2、按照控制系统理论能观测标准型的形式，根据步骤S1获得的无功补偿装置传递函数来设计无功补偿装置连续时间状态方程系数矩阵A、B、C，则无功补偿装置连续时间状态方程表示为Q(t)＝Cx(t)，其中x(t)为t时刻测量的系统状态变量值，表示x(t)的微分，u(t)为t时刻晶闸管放大系数值，Q(t)为t时刻无功补偿装置输出的无功功率；S3、建立优化指标函数其中N为系统状态能量的偏重矩阵，R为系统控制能量的偏重矩阵，且N为n×n正定对称矩阵，R为大于零的实数，x为系统状态变量，上标“T”表示矩阵的转置运算；所述的N和R均按照经验和实际的动静态需要设定；S4、求解黎卡提方程A^TP+PA‑PBR^‑1B^TP+N＝0，获得正定对称矩阵P；S5、计算无功补偿装置最优二次调节器增益矩阵K＝R^‑1B^TP；S6、令无功补偿装置给定无功功率为r，则无功补偿装置控制系统输入晶闸管放大系数u为：u＝K(1)r‑Kx(t)，其中K(1)为增益矩阵K的第一个元素；还包括步骤S7、对N和R进行不断的尝试取值，通过比较不同取值下获得的无功功率跟踪响应曲线，来确定N和R的优选值。