CN113991707A - 采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法 - Google Patents
采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113991707A CN113991707A CN202111626938.0A CN202111626938A CN113991707A CN 113991707 A CN113991707 A CN 113991707A CN 202111626938 A CN202111626938 A CN 202111626938A CN 113991707 A CN113991707 A CN 113991707A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sliding mode
- input quantity
- control
- frequency deviation
- mode surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 17
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 244000145845 chattering Species 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 241000022852 Letis Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
- H02J3/241—The oscillation concerning frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
本发明涉及电气控制技术领域,特别是涉及采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法,包括以下步骤:获取电力***的频率偏差;确定第一输入量和第二输入量,其中,第一输入量为使得滑模轨迹到达滑模面,第二输入量为使得滑模轨迹保持在滑模面上;根据所述第一输入量和第二输入量确定控制信号。本发明与传统二阶滑模控制比较,可以显著减小***的抖振性。
Description
技术领域
本发明涉及电气控制技术领域,特别是涉及采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
滑模控制(sliding mode control,SMC)也叫变结构控制,本质上是一类特殊的非线性控制,且非线性表现为控制的不连续性。滑模控制对***的参数不确定性和外界扰动具有鲁棒性,因此被广泛应用。然而滑模控制具有抖振性这一缺点,为了减小抖振性,各种方法应运而生,包括二阶滑模控制方法和高阶滑模控制方法等。然而由于高阶滑模控制方法不具有自适应功能,控制***的抖振性依然较大。
发明内容
本发明提供了一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
确定第一输入量和第二输入量,其中,第一输入量为使得滑模轨迹到达滑模面,第二输入量为使得滑模轨迹保持在滑模面上;
所述第一输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示为:
所述第二输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示的幂函数的指数满足下式:
根据所述第一输入量和第二输入量确定控制信号;
其中,控制信号表示为:
本发明与传统二阶滑模控制比较,可以显著减小***的抖振性。
附图说明
图1为采用本发明控制方法控制的频率偏差得到的仿真波形示意图。
图2为传统的二阶滑模控制的频率偏差得到的仿真波形示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一。
一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法,包括以下步骤:
确定第一输入量和第二输入量,其中,第一输入量为使得滑模轨迹到达滑模面,第二输入量为使得滑模轨迹保持在滑模面上且最后收敛于零,本实施例中,所述滑模面为变滑模面;
所述第一输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示为:
所述第二输入量表示为:
其中,为第二输入量各项的系数;s为所述控制频率偏差的滑模面表示;为所述控制频率偏差的滑模面表示的幂函数的指数,本实施例中,第二输入量采用多项式的形式表示,该多项式中包括了控制输入量的滑模面表示的多个不同次数的项;
所述控制频率偏差的滑模面表示的幂函数的指数满足下式:
根据所述第一输入量和第二输入量确定控制信号;
其中,控制信号表示为:
本发明用自适应高阶滑模控制方法来控制电力***的负荷频率。能很好的控制电力***的负荷频率偏差,而且***的抖振性明显减小。
本实施例中,电力***的频率偏差作为控制量,以切换控制和等效控制的方式实现,其中,切换控制使得滑模轨迹到达滑模面,而等效控制使得滑模轨迹保持在滑模面上。
本发明不仅可以减少抖振性,而且具有自适应功能,即可参数化的未建模动态。与二阶滑模控制作比较,电力***的频率偏差趋于零,而且***抖振性明显减小,具有很大的优越性。
以下对本发明实施例提供的自适应高阶控制方法的稳定性进行证明:
自适应高阶滑模控制满足下列条件:
s的r阶导数满足下列方程:
其中满足如下条件:
滑模面的导数为:
对其求导,可得:
所得到的仿真波形如图1和图2所示,其中,图1为采用本发明控制方法控制的频率偏差得到的仿真波形;图2为传统的二阶滑模控制的频率偏差得到的仿真波形。从仿真结果看,本发明能使各个区域的频率偏差趋于零,从而达到控制目的,而且与传统的二阶滑模控制方法做比较,***的抖振性大大减小。
实施例二。
本实施例中提出了一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制装置,包括:
第一确定模块,用于确定第一输入量和第二输入量,其中,第一输入量为使得滑模轨迹到达滑模面,第二输入量为使得滑模轨迹保持在滑模面上;
所述第一输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示为:
所述第二输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示的幂函数的指数满足下式:
实施例三。
本实施例提出了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行上述实施例1所述的一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法。
实施例四。
本实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该指令被处理器执行时实现上述实施例1所述的一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法。
本发明所述的计算机设备的非易失性存储介质存储有操作***,还可存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,可使得处理器实现本发明的相关算法。该内存储器中也可储存有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,可使得处理器执行数据分析与决策映射的作用。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本发明提供的算法实现主要以计算机程序的形式存在。计算机设备的存储器中可存储组成相应的矩阵分析算法。
在一个实施例中,提出了一种计算机设备,所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序。
本领域普通技术人员可以理解实现的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink) DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
确定第一输入量和第二输入量,其中,第一输入量为使得滑模轨迹到达滑模面,第二输入量为使得滑模轨迹保持在滑模面上;
所述第一输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示为:
所述第二输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示的幂函数的指数满足下式:
根据所述第一输入量和第二输入量确定控制信号;
其中,控制信号表示为:
2.一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于确定第一输入量和第二输入量,其中,第一输入量为使得滑模轨迹到达滑模面,第二输入量为使得滑模轨迹保持在滑模面上;
所述第一输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示为:
所述第二输入量表示为:
所述控制频率偏差的滑模面表示的幂函数的指数满足下式:
3.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1所述的一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法。
4.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,该指令被处理器执行时实现权利要求1所述的一种采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111626938.0A CN113991707A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111626938.0A CN113991707A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113991707A true CN113991707A (zh) | 2022-01-28 |
Family
ID=79734809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111626938.0A Pending CN113991707A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113991707A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160266600A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | Robert Bosch Gmbh | Method for Determining a Switching Function for a Sliding Mode Controller, and Sliding Mode Controller |
CN107831660A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-03-23 | 河海大学常州校区 | 微陀螺仪自适应高阶超扭曲滑模控制方法 |
CN108695877A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-23 | 广东工业大学 | 一种互联非线性电力***的负荷频率控制方法 |
CN108964089A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-07 | 广东工业大学 | 一种电力***负荷频率控制方法及相关产品 |
CN112180716A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 电子科技大学中山学院 | 高阶滑模及电力负荷频率控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111626938.0A patent/CN113991707A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160266600A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | Robert Bosch Gmbh | Method for Determining a Switching Function for a Sliding Mode Controller, and Sliding Mode Controller |
CN107831660A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-03-23 | 河海大学常州校区 | 微陀螺仪自适应高阶超扭曲滑模控制方法 |
CN108695877A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-23 | 广东工业大学 | 一种互联非线性电力***的负荷频率控制方法 |
CN108964089A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-07 | 广东工业大学 | 一种电力***负荷频率控制方法及相关产品 |
CN112180716A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 电子科技大学中山学院 | 高阶滑模及电力负荷频率控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MRINAL KANTI SARKAR等: "Chattering free robust adaptive integral higher order sliding mode control for load frequency problems in multi-area power systems", 《IET CONTROL THEORY & APPLICATIONS》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | Adaptive fuzzy control for full states constrained systems with nonstrict-feedback form and unknown nonlinear dead zone | |
Liu et al. | Averaging principle for slow-fast stochastic differential equations with time dependent locally Lipschitz coefficients | |
Krstic et al. | Backstepping boundary control for first-order hyperbolic PDEs and application to systems with actuator and sensor delays | |
He et al. | Online policy iterative-based H∞ optimization algorithm for a class of nonlinear systems | |
Lin et al. | H∞ synchronization of uncertain fractional order chaotic systems: adaptive fuzzy approach | |
Xiao et al. | Output-feedback tracking control for interval type-2 polynomial fuzzy-model-based control systems | |
Leobacher et al. | A numerical method for SDEs with discontinuous drift | |
Cui et al. | Adaptive tracking control for uncertain switched stochastic nonlinear pure-feedback systems with unknown backlash-like hysteresis | |
Zhang et al. | New LMI-based condition on global asymptotic stability concerning BAM neural networks of neutral type | |
Liu et al. | Design of polynomial fuzzy observer–controller with membership functions using unmeasurable premise variables for nonlinear systems | |
Ablay | Sliding mode control of uncertain unified chaotic systems | |
Rizvi et al. | Output feedback reinforcement Q-learning control for the discrete-time linear quadratic regulator problem | |
Zhou et al. | Adaptive neural-network-based tracking control strategy of nonlinear switched non-lower triangular systems with unmodeled dynamics | |
Gao et al. | System identification with measurement noise compensation based on polynomial modulating function for fractional-order systems with a known time-delay | |
Chen et al. | On the algorithmic stability of optimal control with derivative operators | |
Cui et al. | Robust H∞ persistent dwell time control for switched discrete-time T–S fuzzy systems with uncertainty and time-varying delay | |
Song et al. | Kernel-based least squares temporal difference with gradient correction | |
Sabahi et al. | Feedback error learning-based type-2 fuzzy neural network predictive controller for a class of nonlinear input delay systems | |
Jia et al. | Adaptive predefined‐time tracking control for high‐order strict‐feedback nonlinear systems with unknown mismatched disturbances | |
CN113759724B (zh) | 基于数据驱动的机器人控制方法、装置和计算机设备 | |
Botmart et al. | Adaptive control and synchronization of the perturbed Chua’s system | |
Tabatabaei et al. | A finite-time adaptive order estimation approach for non-integer order nonlinear systems | |
CN113991707A (zh) | 采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法 | |
Ju et al. | Adaptive output feedback asymptotic stabilization of nonholonomic systems with uncertainties | |
Li et al. | Robust adaptive multivariable higher-order sliding mode flight control for air-breathing hypersonic vehicle with actuator failures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220128 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |