【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù)學(xué)推導(dǎo)，具有計(jì)算簡(jiǎn)單、物理概念清晰的優(yōu)點(diǎn)，便 于工程應(yīng)用。文獻(xiàn) [37]運(yùn)用 DFL方法設(shè)計(jì)了新型變結(jié)構(gòu)勵(lì)磁和綜合控制器，仿真表明該控制器提高了系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和故障后的電壓調(diào)節(jié)性能。對(duì)于 SISO 系統(tǒng)， DFL 方法能得到與微分幾何方法類似的效果，而且推導(dǎo)過程簡(jiǎn)單，對(duì)于 MIMO 系統(tǒng)則不具備上述優(yōu)勢(shì)，因而不具備對(duì)參數(shù) 和模型變 化的魯棒性。 逆系統(tǒng)方法 逆系統(tǒng)方法利用對(duì)于一個(gè)可逆過程，若輸入信號(hào)先后經(jīng)過逆過程和原過程，則相當(dāng)于進(jìn)行了一次標(biāo)準(zhǔn)的單位映射這一思想。通過求取被控過程的逆過程，將之串聯(lián)在被控過程的前面，得到解耦的控制對(duì)象，然后再對(duì)該對(duì)象采用傳統(tǒng)的線 性控制方法進(jìn)行控制。文獻(xiàn) [38]將多變量的逆系統(tǒng)方法用于大型汽輪發(fā)電機(jī)組的綜合控制，仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制律能有效地提高發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和電壓精度。與 DFL方法類似，在一定的條件下逆系統(tǒng)方法和微分幾何方法本質(zhì)是等價(jià)的，可解性依賴于具體問題，對(duì)于多輸入多輸出系統(tǒng)很難保 證系統(tǒng)的魯棒性，并且存在著工程實(shí)現(xiàn)問題。 Lyapunov 直接法 對(duì)于一個(gè)非線性系統(tǒng)，若存在一個(gè)由其狀態(tài)變量和控制量構(gòu)成的正定函數(shù)，通過判斷其導(dǎo)數(shù)的負(fù)定性就可以判斷整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。利用這一原理，可以通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)姆答亖頋M足上述要求，從而得到穩(wěn)定的系統(tǒng)控制項(xiàng)。 Lyapunov 直接法由于直接考慮了系統(tǒng)的非線性特性，且物理概念清晰，在電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析及控制器的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。文獻(xiàn) [39]基于 Lyapunov直接法研究了非線性勵(lì)磁控制，數(shù)字仿真和基于微機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制裝置驗(yàn)證了所提出的控制規(guī)律的有效性。 采用 Lyapunov 直接法設(shè)計(jì)控制律的關(guān)鍵是選取合適的能量函 數(shù)，對(duì)于穩(wěn)定的系統(tǒng)必然存在多種 Lyapunov 函數(shù)，但如何構(gòu)造 Lyapunov函數(shù)卻不容易；同時(shí) Lyapunov 直接法也不適用于高階大型電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的研究。 無源系統(tǒng)理論 無源系統(tǒng)是一類考慮系統(tǒng)與外界有能量交換的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)無源可以保持系統(tǒng)的內(nèi)部穩(wěn)定。從無源系統(tǒng)的角度看， Lyapunov 函數(shù)的構(gòu)造過程正是使系統(tǒng)無源化的過程，此時(shí)的Lyapunov 函數(shù)正是保證系統(tǒng)無源性的存儲(chǔ)函數(shù)。 Lyapunov 意義下的穩(wěn)定是指無外部激勵(lì)條件下系統(tǒng)廣義能量的衰減特性， 而無源性是指系統(tǒng)有外界輸入時(shí)的能量衰減特性。對(duì)于存在干擾的系統(tǒng)來說，為了使得系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定，可依靠無源理論來構(gòu)造反饋控制器，使得相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)無源而保持內(nèi)部穩(wěn)定 [40]。一般來說，無源性、穩(wěn)定性與最優(yōu)性密切相關(guān)，但是Lyapunov函數(shù)的構(gòu)造還沒有規(guī)律可循 [41]，需要經(jīng)一步研究。 Backstepping 控制 Backstepping 方法直接在非線性系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)控制器，基本思想是將復(fù)雜的非線性系統(tǒng)分解成不超過系統(tǒng)階數(shù)的子系統(tǒng)，然后為每個(gè)子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì) Lyapunov 函數(shù)和中間虛擬量，一直 “ 后退 ” 到整個(gè)系統(tǒng)，直到整個(gè)控制律的完成。對(duì)于參數(shù)不確性的系統(tǒng)，文獻(xiàn)[27]用 Backstepping 方法來設(shè)計(jì)反饋控制器，同時(shí)還設(shè)計(jì)出 自適應(yīng)增益控制器進(jìn)行參 數(shù)估計(jì)，從而得到了自適應(yīng)控制器。 Backstepping控制方法其設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)明且能有效處理參數(shù)不確定性及外界干擾，該方法具有很好的應(yīng)用前景。 自適應(yīng)控制 自適應(yīng)控制的研究對(duì)象是具有一定程度不確定 性的系統(tǒng) [42]。自適應(yīng)控制器能夠修正自己的特性以適 應(yīng)對(duì)象和擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化。目前自適應(yīng)控制系統(tǒng)主要有兩類： Backstepping 自適應(yīng)控制和參數(shù)自 適應(yīng)控制。前者是根據(jù)對(duì)象的輸入 /輸出特性在線的對(duì)對(duì)象參數(shù)進(jìn)行遞推估計(jì)，然后根據(jù)遞推得到的模型實(shí)時(shí)調(diào)整控制律 [43]。后者是模型參考自適應(yīng)控制，以模型和對(duì)象的輸出誤差作為反饋信號(hào)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整控制器的參數(shù)使得輸出誤差作為反饋信號(hào) [44]。 采用自適應(yīng)控制技術(shù)能夠有效地解決模型不精確和模型變化所帶來的魯棒性問題，但是由于它需要復(fù)雜的在線計(jì) 算和遞推估計(jì)，只是適合于一些漸 變和實(shí)時(shí)性不高的過程。 混沌、分叉控制 混沌指一種貌似無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，一種對(duì)初值特別敏感的內(nèi)在隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)是不可預(yù)測(cè)的，但支配它運(yùn)動(dòng)的規(guī)律卻可用確定性的方程來描述；混沌控制指改變系統(tǒng)的混沌形態(tài)，使之呈現(xiàn)出周期性動(dòng)力行為 [45]。當(dāng)系統(tǒng)模型的微小變動(dòng)不影響狀態(tài)空間中任意起點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡的定性特征時(shí)，稱系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的；當(dāng)系統(tǒng)在某個(gè)模型參數(shù)變化到一個(gè)特定數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)的定性特征隨該參數(shù)的微小變化而發(fā)生變化，則該點(diǎn)稱為分叉點(diǎn)。分叉的研究首先要知道什么時(shí) 候存在分叉現(xiàn)象；然后才考慮分叉的控制。分叉的 控制是指通過控制手段去改變動(dòng)力系統(tǒng)分叉現(xiàn)象的各種特 征 。 智能控制 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ ANN）、 模糊控制（ FC）和專家系統(tǒng)（ ES）的智能控制由于具有處理各種非線性的能力、并行計(jì)算的能力、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自組織的能力以及容許模型不精確甚至不確定等多方面優(yōu)點(diǎn)，使之可以綜合解決多機(jī)電力系統(tǒng)控制所面臨的諸多問題。文獻(xiàn)[34]應(yīng)用 ANN實(shí)現(xiàn)了勵(lì)磁、快關(guān)汽門和電阻掣動(dòng)三種不同控制器的最優(yōu)綜合控制。 文獻(xiàn) [46]用模 糊控制與線性最優(yōu)控制結(jié)合實(shí)現(xiàn)了非線 性自適應(yīng)變?cè)鲆鎰?lì)磁控制，彌補(bǔ)了固定增益的線性最優(yōu)勵(lì)磁控制對(duì)大、小干擾或不同目標(biāo)采用折中設(shè)計(jì)和無法考慮強(qiáng)非線性 約束的不足。 電力系統(tǒng)智能控制還有大量基礎(chǔ)問題需要研究 。 基于 ADP 的非線性控制 不論是基于變分法和極大值原理的線性最優(yōu)控制，還是基于微分幾何原理的非線性最優(yōu)控制，其分析和設(shè)計(jì)都是建立在精確的系統(tǒng)模型基礎(chǔ)之上的。由于電力系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性等因素，用于控制的精確模型通常很難獲得，此時(shí)系統(tǒng)的優(yōu)化控制則很難實(shí)現(xiàn)。魯棒控制固然在建立數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)控制規(guī)律時(shí)積極地考慮了不確