基于同步思想的电力系统混沌滑模变结构控制.pdf
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1、总第 4 9卷第 5 6 0期 2 0 1 2年第 8期 电测与仪表 El e c t r i c a l M e as ur e me n t& I n s t r ume n t a t i o n Vo 1 4 9 No 5 6 0 Au g 2 01 2 基于同步思想的电力系统混沌滑模变结构控制 许燕青,毛家松, 刘建峰 ,贾锋, 沈胜强 ( 中国矿业大学 信 电学院, 江苏 徐 州 2 2 1 0 0 8 ) 摘要 : 研究 了较大周期性扰动下电力系统的分岔与混沌行为。借鉴混沌同步思想 , 设计了滑模变结构控制器 , 将 混沌振荡系统同步到稳定的系统 , 实现混沌振荡抑制。 给出了控
2、制器推导方法 , 采用L y a p u n o v 稳定性理论证明了 系统的稳定性。运用M a t l a b 进行数值仿真, 结果表明所设计的控制器是有效的, 能达到预期效果。 关键词 : 混沌控制 , 滑模变结构 , 电力系统 , 混沌振荡 中图分类号 : T M7 6 文献标识码 : B 文章编号: 1 0 0 1 1 3 9 0 ( 2 0 1 2 ) 0 8 0 0 2 7 0 5 S l i di n g M o de Va r i a b l e St r uc t ur e Co nt r o l o f Po we r S y s t e m Ch a o s Ba s e
3、 d o n Sy n c h r 0 ni z a t i 0 n Th o ug ht XU Ya n - q i n g , MAO J i a - s o n g,L I U J i a n - f e n g,J I A F e n g ,S HE N S h e n g - q i a n g ( S c h o o l o f I n f o r ma t i o n a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,C h i n a U n i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h
4、 n o l o g y , X u z h o u 2 2 1 0 0 8 J i a n g s u , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h i s p a p e r a n a l y z e d i t s b i f u r c a t i o n a n d t h e c h a o s b e h a v i o r w h e n t h e p o we r s y s t e m i s d i s t u r b e d b y a c o mp a r a t i v e l y l a r g e p e r i o d i c l
5、o a d di s t ur b a n c e Ba s e d o n t he i de o l o g i c a l c h a o s s y n c h r o ni z a t i o n, t h e s l i d i n g mo d e c o nt r o l l e r wa s d e s i g ne d I n o r d e r t o r e a l i z e t h e c h a o t i c v i b r a t i o n s u p p r e s s i o n we wo r k e d o ut a s t a b l y s y
6、s t e m , t he c o n t r o l l e r c a n ma k e t h e t wo s y s t e m s y n c hr o n i z a t i o n Th e d e d u c e d me t h o d o f t h e c o n t r o l l e r i s g i v e n,t he Ly a pu n o v t h e o r y i s u s e d t o p r o v e t h e s t a b i l i t y o f t h e s y s t e m T h e s i mu l a t i o
7、n r e s u l t s b y Ma t l a b s h o w t h a t t h e c o n t r o l l e r i s e f f e c t i v e a n d c a n a c hi e v e t h e e x p e c t e d e f f e c t Ke y wo r ds : c ha o s c o n t r o l ,s l i d i n g mo de c o n t r o l l e r ,po we r s y s t e m,Ch a o t i c o s c i l l a t i o n 0引 言 混沌是一种特
8、殊的非线性现象 , 它是发生在确定 系统 中的一种貌似随机的复杂运动 , 其广泛存在于 自 rI 然界及人类社会一 。电力系统是一个典型的非线性 系统 ,其动态行为包含着许多复杂的动力学现象 , 如 低频振荡 、 次同步谐振甚至混沌运动 。在遭受非周期 负荷扰动时, 只要周期性负荷幅值满足一定条件就会 发生混沌振荡 , 影 响电网的稳定运行 , 在振荡严重 的 情况下甚至会导致互联系统解列 ,造成大面积停电。 近年来 , 人们借助先进计算机与非线性控制方法对 电 力系统混沌的机理与控制进行了深人的研究 。 L E E 等 研究了电力系统倍周期导致混沌道路 , T E S T U Y A M等
9、和贾宏杰等 研究了电力系统环面分岔 与混沌现象 , 朱志宇等 研究了基Me l n i k o v 方法 的电力 系统混沌振 荡参数计算。王宝华 研究 了电力系统混沌控制的逆 系统方法与 自适应反推控制方法 ,宋运忠等 研究了 电力系统混沌振荡的 自适应控制。赵辉 研究 了电力 系统混沌振荡阻尼机理与控制策略。 本 文分析 了电磁功率扰动下 的双机 电力系统的 分岔及混沌行为 。借鉴混沌同步思想 , 提出了滑模变 结构同步控制方法 , 将 电力系统混沌振荡系统同步到 稳定的系统 , 实现了混沌振荡抑制。 结果表明, 系统进 入混沌与其参数有关 , 设计 的控制器能将混沌系统镇 定到原点。 1
10、电力系统混沌分析 本文主要考虑系统的外在因素 , 如扰动对系统 的 影响 , 暂不考虑网侧等值 系统各端转动惯量等内在 因 素差异的影响 , 为此考虑文献 1 0 的电力系统模型。 据图l 可以得到电磁功率扰动情况下 电力系统模 型 如下 : 一 2 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 总第 4 9卷第 5 6 0期 2 0 1 2年第 8期 电测与仪表 El e c t c al M e as u r e me n t I n s t r u m e nt a t i o n Vo 1 4 9 No 5 6 0 Au g 2 0 1 2 图1 简单互联 系统
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