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一种基于H_∞闭环控制器的混合式配电变压器
基于H_∞闭环控制器的混合式配电变压器
摘要
混合式配电变压器是一种新型的电力系统设备，它能够将二次侧负载的功率需求精确地调节到所需的电压水平。然而，由于系统参数的不确定性和外部扰动的存在，混合式配电变压器在实际应用中存在着一定的控制困难。为了解决这一问题，本文提出了一种基于H_∞闭环控制器的混合式配电变压器控制策略。通过引入H_∞控制器，可以有效地抑制系统的不确定性和外部扰动，提高系统的稳定性和鲁棒性。通过仿真实验验证了该控制策略的有效性。
关键词：混合式配电变压器；H_∞闭环控制器；不确定性；鲁棒性
1.引言
混合式配电变压器是一种能够将低电压电网的功率转换为高电压电网的电力系统设备。它通过调节变压器二次侧负载的功率需求，实现了对电网电压水平的精确控制。然而，由于系统参数的不确定性和外部扰动的存在，混合式配电变压器在实际应用中常常面临控制困难。
为了解决这一问题，传统的控制方法往往采用PID控制器。然而，PID控制器无法有效地抑制系统的不确定性和外部扰动，导致系统的稳定性和鲁棒性受到一定的限制。因此，需要寻找一种更为有效的控制策略来改善混合式配电变压器的控制性能。
2.H_∞闭环控制器
H_∞控制器是一种基于H_∞控制理论设计的闭环控制器。它通过优化H_∞性能函数，可以有效地抑制系统的不确定性和外部扰动，提高系统的稳定性和鲁棒性。H_∞控制器的核心思想是将系统的不确定性和外部扰动视为一种特定的信号，并通过设计控制器的频率响应，使得这些信号尽可能小。因此，H_∞控制器可以有效地抑制系统的不确定性和外部扰动，提高系统的稳定性和鲁棒性。
3.基于H_∞闭环控制器的混合式配电变压器控制策略
本文提出了一种基于H_∞闭环控制器的混合式配电变压器控制策略。该控制策略的核心思想是将混合式配电变压器的控制转化为一个H_∞控制问题，并通过优化H_∞性能函数，实现对系统的不确定性和外部扰动的抑制。
具体来说，该控制策略包括以下几个步骤：
(1)系统建模：将混合式配电变压器建模为一个具有不确定性和外部扰动的控制系统。通过分析系统的结构和工作原理，得到系统的数学模型。
(2)H_∞控制器设计：根据系统的数学模型，设计H_∞控制器的频率响应，使得系统的不确定性和外部扰动可以尽可能小。
(3)控制器参数调优：通过对H_∞控制器的频率响应进行优化，得到最优的控制器参数。
(4)仿真实验：通过仿真实验验证该控制策略的有效性。将设计好的H_∞闭环控制器引入混合式配电变压器系统，观察系统的响应特性和稳定性，并与传统的PID控制器进行比较。
4.仿真实验结果与分析
采用MATLAB/Simulink软件进行仿真实验，验证了基于H_∞闭环控制器的混合式配电变压器控制策略的有效性。结果表明，与传统的PID控制器相比，基于H_∞闭环控制器的混合式配电变压器系统具有更好的稳定性和鲁棒性。在不确定性和外部扰动的情况下，系统的输出误差得到了有效的控制，系统的性能得到了明显的提升。
5.结论和展望
本文提出了一种基于H_∞闭环控制器的混合式配电变压器控制策略，并通过仿真实验验证了其有效性。该控制策略能够有效地抑制系统的不确定性和外部扰动，提高系统的稳定性和鲁棒性。然而，本文的研究还存在一些不足之处，需要进一步进行完善。未来的研究可以考虑将实时优化算法引入控制策略中，进一步提高混合式配电变压器系统的性能。