no-img
پارس یونی

طراحی وبررسی اثرکنترل غیرخطی درسیستم های قدرت - پارس یونی


پارس یونی
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

DOC
طراحی وبررسی اثرکنترل غیرخطی درسیستم های قدرت
امتیاز 3.00 ( 5 رای )طراحی وبررسی اثرکنترل غیرخطی درسیستم های قدرت">
doc
۴ بهمن ۱۳۹۶
۲۱,۰۰۰ تومان
۲۱,۰۰۰ تومان – خرید
72صفحه

طراحی وبررسی اثرکنترل غیرخطی درسیستم های قدرت


چکیده
مفاهیم پایه ای تئوری کنترل غیر خطی جهت به وجود آوردن ذهنیتی کلی از مطالب فوق می باشد. کنترل اصطلاحی کلی برای تئوری و تکنیک هایی برای تغییر عملکرد دینامیکی سیستم به وسیله واردکردن ورودی های مشخص به سیستم است ، تا الزامات را به بهترین شکل ممکن شان برآورده سازد. مرحله اول تئوری کنترل در متغیر مرکب یا دامنه فرکانس نامیده می شود که به علاوه در برخی آثار تئوری کنترل نامیده می شود. تئوری کنترول خطی چندمتغیره که ادغام تئوری کنترل مدل سازی در فضای حالت و روش ریاضی جبر خطی است که به آن تئوری مدل سازی و روش فضای حالت گویند.سیستم های کنترل، طبق مشخصه های دینامیکی شان،یامدل های ریاضی ، به دو دسته تقسیم می شوند: خطی و غیر خطی.البته این صحیح است که اگر ما سیستم های کنترل خطی را به عنوان سیستم هایی تعریف کنیم که به وسیله معادلات دیفرانسیل خطی قابل مدل سازی هستند،و سیستم های غیر خطی را به عنوان سیستم هایی نعریف کنیم که به وسیله معادلات دیفرانسیل غیر خطی قابل مدل سازی هستند. اگر بخواهیم دقیق شویم ،تقریبا همه سیستم های دینامیک عملی غیر خطی هستند.در طراحی سیستم کنترل، روش سنتی خطی سازی سیستم اصلی در یکی از نقاط ، یعنی برای به دست آوردن مدل ریاضی تقریبا خطی اش است که تابع انتقال یا دستگاه معادله حالت خطی است،آنگاه سیستم طبق روش های تئوری کنترل خطی قابل تحلیل و طراحی است.به طور کلی می توان گفت ،تابع غیر خطی قابل خطی شدن است که این را روش مدل سازی خطی تغریبی گویند. سیستم غیر خطی احتمالا نقاط تعادل متعددی دارد زیرادستگاه معادله معمولاراه حل های متعددی دارد. بنابراین پاسخ پایداری سیستم غیرخطی تنها می تواند به عنوان این که سیستم در نقطه تعادل معین پایداراست یااین که نقطه تعادل پایدار است.تنها در صورتی که نقطه تعادل منحصر به فردباشد پایداری کلی مورد توجه قرارمی گیرد.این تفاوت مهم بین سیستم های خطی و غیر خطی راجع به پایداری است.
مفاهیم پایه ای تئوری کنترل غیر خطی که هر رشته علمی مفاهیم خاص خودش را دارد ،که اهمیت فوق العاده آن را نشان می دهد زیرا آنها اجزا و مولفه های اصلی این تئوری و بخش اساسی چارچوب نظری هستند.در تئوری سیستم های کنترل خطی مدرن، مفاهیم پایه ای شامل سیستم های کنترل دینامیک، ورودی ها و خروجی ها ، فیدبک،متغیرهای حالت و بردارهای حالت،فضای حالت و معادلات حالت ، پاسخ های دینامیک و مسیر حالت،پایداری، قابیلت اطمینان،کنترل پذیری و قابلیت مشاهده ،شاخص عملکرد،کنترل بهینه ، و مفاهیم پایه ای جبر خطی هستند. تبدیل مختصات سیستم های غیر خطی ومفاهیم کلی تبدیل مختصات اغلب استفاده می شود و برای ما ناآشنا نیست.برای مثال،مختصات دکارتی و مختصات قطبی برای توصیف حرکت ذره در فضا استفاده می شود. رابطه جبری گرادیان بین آنها وجود دارد و این رابطه تبدیل مختصات است. سیستم های کنترل غیر خطی نسبت سلبی در دنیای مهندسی، سیستم های غیر خطی بسیاری نظیر سیستم های قدرت ،سیستم های کنترل روبوت، سیستم های کنترل بالگرد و سیستم های کنترل مواد شیمیایی را شامل می شوند که این ویژگی را در اختیار دارد که نسبت به بردار حالت غیرخطی است اما نسبت به متغیرهای کنترل خطی، سیستم غیر خطی نسبت سلبی نامیده می شود. ،میدان های برداری که ما بحث کردیم باید دست کم وابرریختی محلی باشند.لازم به ذکر است که تنها همان طور که ثابت به عنوان مثتل خاص تابع تلقی می شود ، بردار ثابت به عنوان میدان بردار تلقی می شود که با نقاط فضا فرق ندارد.با این وجود،با مفهوم میدان بردار ناآشنا نیستیم. آن به عنوان نگرش هندسی از آنچه معمولا تابع بردار نرم در فضای حالت نامیده می شود تلقی می شود.نگاشت مشتق شده از مبدان بردار نقش مهمی را در الگوریتم های دقیقا خطی سازی شده بازی می کندکه تعریف و مفهوم آن در این مطالب بحث می شود. در مطالعه سیستم های کنترل،نمی توانیم بدون مفاهیم و عملیات مشتق لای و براکت لای حرکت کنیم که یکی از روش های هندسی اساسی سیستم های غیر خطی هستند که درموردشان به اختصار توزیع می دهیم. پیچیدگی دستگاه های میدان بردار موضوعات این بخش این خواهد بود:اول آنچه پیچیدگی است، دوم چگونه معنای هندسی اش را درک کنیم. مفهوم مهم دیگر،مرتبه نسبی سیستم کنترل نشان داده شده به وسیله r ،که در این بحش معرفی می شود.سیستم کنترل غیرخطی تک ورودی تک خروجی است. شکل عادی غیر خطی که سیستم غیر خطی نسبت سلبی که مرتبه نسبی n=r دارد(n تعداد مرتبه سیستم است) درقسمت بالا بحث شد به طوری که سیستم اصلی به وسیله تغییر محلی مختصات نشان داده شده.

مقدمه
به واسطه مشکلات کلی رفع شده، و ارتقا یافته در سیستم های قدرت مدرن،اقتصاد و قابلیت اطمینان سیستم های قدرت دو مقوله عمده و اصلی هستند. قابلیت اطمینان از دوجنبه مختلف تشکیل می شود.یک جنبه این است که راه های اتصال نیروگاه ها ،ایستگاه های فرعی، وشبکه های قدرت برای به حداقل رساندن احتمال وقوع چنین تصادفاتی چگونه انتخاب می شوند که منجر به قطع برق می شوند.مشکلات مربوط به این جنبه قابلیت اطمینان استاتیک یا ساختاری سیستم های قدرت نامیده می شوند.جنبه دیگر پایداری سیستم های قدرت است که توانایی سیستم های قدرت برای حفظ همزمانی در میان مولدهای تحت اغتشاشات بزرگ یا کوچک است. مسائل در این جنبه قابلیت اطمینان دینامیک یا امنیت دینامیکی سیستم های قدرت نامیده می شوند.پایداری مهم ترین مسئله سیستم های قدرت است ،زیرا وقتی پایداری سیستم های قدرت بزرگ فروپاشیده می شود ،می تواند منجر به فروپاشی قدرت در یک یا چندین ناحیه بزرگ شود که احتمالا باعث ایجاد تلفات بزرگ در اقتصاد و خسارت فراوان به ساکنان می شود.کشورهای بسیاری درس ها و تجربیات عبرت آموزی در این خصوص دارند. بنابر این، بهبود و ارتقای پایداری در سیستم های قدرت امری مهم ومبرم بوده است و خواهد بود. یکی از راه های عمده و اصلی ارتقای پایداری سیستم های قدرت گرفتن تکنولوژی بسیار پیشرفته کنترل است.قدر زیادی از تحقیقات برای ارتقا و توسعه تکنیک های کنترلی سیستم های قدرت، کنترل تحریک برای مثال،طی ۵۰ سال گذشته انجام شده است.در حوزه کنترل تحریک ،فیدبک تک متغیره تکنیک اصلی کنترل قبل از دهه ۷۰ ،یعنی گرفتن انحراف ولتاژ ترمینا ل به عنوان متغیر بازخورد بود. کنترلرهایی از این دست دو شکل دارند: کنترل نسبی و کنترل دیفرانسیل انتگرال نسب(DIP). با توسعه سیستم های قدرت، محدودیت های این نوع تکنیک کنترل تک ورودی به شکل روز افزون آشکار شد. در دهه ۱۹۷۰، دی ملو و کنک.ردیا(۱۰)، تکنیک کنترلی را پیشنهاد دادند که ، گذشته از انحراف ولتاژ ترمینال،متغیر فیدبک مکمل را به عنوان ورودی دیگر گرفت ،که انحراف سرعت ، انحراف فرکانس ، یا انحراف توان اکتیو می توانست باشد.از این رو،کنترل تحریک مولدها از کنترل تک ورودی به کنترل دو ورودی تکامل پیدا کرد که کنترلی معمولا به نام SSP (تثبیت کننده سیستم قدرت ) است.ضمنا، تکنیک کنترل به نام تحریک اجباری توسط محققان اتحاد جماهیر شوروی سابق با استفاده از روش طراحی شخصی به نام موقعیت چند متغیره در دامنه D توسعه پیدا کرد.این تکنیک کنترل،گذشته از انحراف ولتاژ ترمینال،جریان مولد،انحراف های فرکانس توان اکتیو و مشتق درجه اول شان را به عنوان متغیرهای بازخوردش اضافه کرد.با این وجود ، به خاطر محدودیت های نظری و روش اعمال آن به اثرات کنترل پیش بینی شده اش دست پیدا نکرد.درسال های ۱۹۷۱ و ۱۹۷۰ یو و اندرسون روش کنترل بهینه خطی را برای کنترل تحریک سیستم سیستم قدرت پیشنهاد دادند. در دهه ۱۹۸۰،در حالی که کنترل تحریک SSP معرفی می شود و برای برخی پیشرفت ها تلاش می شود، تکنولوژی تحریک بهینه (GEOL) در سیستم های قدرت شبکه برق چین و FDE توسعه پیدا کرد که انحرافات متغیرهای فیدبک را گرفت.بهره هر متغیر فیدبک از راه حل معادله ریکاتی ،مرتبط با شاخص عملکرد درجه دوم به دست می آید. در نتیجه این مسئله ،مسئلهR QL(ریکاتی درجه دوم) نامیده می شود. این کنترل تحریک با موفقیت در برخی نیروگاه های بزرگ فرانسه و چین به کار گرفته شده که پایداری را تحت نوسان با فرکانس پایین سیستم های قدرت واغتشاشات کوچک بهبود دارد. در حقیقت،تکنیک های کنترل و CEOL SSP برای کنترل دریچه ورودی آب و کنترل شیر فلکه بخار،به عبارت دیگر، کنترل گاورنر استفاده شد. اما،به خاطر دلایل مختلف، این کنترل متغیر چند ورودی به موقع خود در نظر گرفته نشد و در گاورنرها استفاده نشد.بهره روری و تکنولوژی، با این وجود، هرگز در مرحله معین توسعه شان متوقف نمی مانند.آنها لاینقطع مرحله توسعه را طی می کنند.همان طور که می دانیم، سیستم قدرت ،سیستم دینامیک غیر خطی است. CEOL و هم SSP مشخه مشترکی دارند که مدل هایشان به وسیله خطی سازی معادلات غیر خطی سیستم های قدرت در نقطه کاری معین (نقطه تعادل ثابت ) تعیین می شوند.آشکار است که این مدل های خطی تقریبی تنها زمانی که حالت واقعی تقریبا به نزدیک است نسبتا دقیق هستند.وقتی چنین شرطی معتبر نیست، ناگزیر اعتبارش را از دست خواهد داد، و از این رو هر نوع از کنترلرهای خطی را بررسی می کند.بنابراین، انواع مختلف طرح های کنترل خطی نمی توانند الزامات ارتقای پایداری گذرای سیستم های قدرت را محقق کنند. برای غلبه بر این مشکل اساسی، باید کنترلرهای سیستم های قدرت را با اسافاده از تئوری و روش کنترل غیر خطی طراحی کنیم.ما تاکنون، سیستم های قدرت را با مثال زدن به عنوان نمونه آوردیم و مشکلات به وجود آمده توسط روش طراحی خطی سازی تقریبی را بحث کردیم. در حقیقت، تاکنون، تقریبا همه کنترلرهای سیستم های غیر حطی با استفاده از این روش طراحی شدند. این درست نیست که افراد نقاط ضعف این روش رانمی شناسند،اماچون رویکرد کنترل غیرخطی وارد می شود و در عمل تنها در سال های اخیر استفاده شد و واقعا شاخه ای جدید از علم مهندسی است.به نظرمی رسد که اکنون زمان ارتقای تکنیک کنترل سیستم های قدرت و سایر سیستم های غیر خطی با تئوری کنترل غیر خطی است.به طور خلاصه،روند کلی پیشرفت و ارتقای تئوری کنترل و کاربردهایش از کنترل تک متغیره به رویکرد کنترل چند متغیره، از کنترل خطی به روش کنترل غیر خطی تکامل پیدا می کند. به این دلیل است که این جلد را به خوانندگان معرفی می کنیم که نتایج جدید مرتبط را در تئوری و هم عمل در بر می گیرد.امیدواریم که تئوری و تکنیک های کنترل غیر خطی به سرعت به سطح جدیدی ارتقا پیدا کنند. علاوه بر این امیدواریم که بذرهای تئوری کنترل غیر خطی و تکنیک هایش جوانه بزنند،رشد کنند و میوه های شیرینی در خاک حوزه های کنترل مهندسی به دست دهند.



موضوعات :
برچسب‌ها :

دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *