تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,489,318 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,216,902 |
مدلسازی نامعین خطی پارامتر متغیر سیستمهای قدرت با بهکارگیری نگاشت مجموعه پارامتر بر پایه الگوریتم تحلیل مولفههای اصلی جهت طراحی پایدارساز مقاوم | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
مقاله 1، دوره 48، شماره 2 - شماره پیاپی 84، شهریور 1397، صفحه 455-466 اصل مقاله (1.59 M) | ||
نویسندگان | ||
محمدباقر ابوالحسنی جبلی؛ محمدحسین کاظمی* | ||
تهران - دانشگاه شاهد - دانشکده فنی و مهندسی | ||
چکیده | ||
در این مقاله روشی نوین برای مدلسازی خطی پارامتر-متغیر (LPV) پلیتاپیک نامعین سیستمهای قدرت بر اساس رویکرد نگاشت مجموعه پارامتر (PSM) بر پایه الگوریتم تحلیل مولفههای اصلی (PCA) ارائه شده است. ابتدا با خطیسازی معادلات سیستم حول مجموعه نقاطی از پاسخ گذرای دینامیکی، یک مدل LPV اولیه تولید میشود، سپس با بهکارگیری تکنیک PSM برپایه الگوریتم PCA، تعداد مدلهای خطی کاهشیافته و یک مدل پلیتاپیک کاهشیافته شکل میگیرد. برای پوشش اثرات غیرخطی سیستم و همچنین خطاهای ناشی از کاهش مدلها، برای هر یک از مدلها مقداری نامعینی در نظر گرفته میشود. یک کنترلکننده جایابی قطب مقاوم طراحی میشود تا قطبهای مدل پلیتاپیک کاهشیافته را در یک ناحیه نامعادله ماتریسی خطی (LMI) قرار دهد، بهطوریکه سیستم از ضریب میرایی مناسبی برخوردار شود. یک شرط کافی بهمنظور تضمین پایداری مجانبی برای سیستم حلقه بسته، در برابر نامعینیها نیز ارائه میشود. در انتها، کنترلکننده پیشنهادی، جهت طراحی یک PSS برای یک سیستم قدرت تک-ماشینه و نیز در شرایط چند-ماشینه استفاده و شبیهسازی میشود. و نتایج آن با پاسخ PSS رایج استاندارد مقایسه میشود. نتایج شبیهسازی رفتار مقاوم کنترلکننده پیشنهادی را در شرایط مختلف بهرهبرداری و در برابر خطاهای متفاوت نشان میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
پایدارساز سیستم قدرت؛ مدلسازی LPV؛ الگوریتم PCA؛ نواحی LMI | ||
مراجع | ||
[1] سعید تیمورزاده، فرخ امینیفر و مجید صنایع پسند، «میراسازی نوسانات بین ناحیهای: طرح گسترده هماهنگی حذف بار و تولید مبتنی بر منطق Fuzzy » مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 47، شماره1، سال 1396. [2] عادل اکبری مجد، حسین شایقی، حمید محمدنژاد و عبداله یونسی، «کنترل کننده مقاوم تطبیقی بار فرکانس مبتنی بر یادگیری تقویتی برای یک سیستم قدرت به هم پیوسته شامل SMES»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 47، شماره 2، سال 1396. [3] M. Marzband, S. S. Ghazimirsaeid, H. Uppal, and T. Fernando, “A real-time evaluation of energy management systems for smart hybrid home Microgrids,” Electr. Power Syst. Res., vol. 143, pp. 624–633, Feb. 2017. [4] M. Marzband, M. M. Moghaddam, M. F. Akorede, and G. Khomeyrani, “Adaptive load shedding scheme for frequency stability enhancement in microgrids,” Electr. Power Syst. Res., vol. 140, pp. 78–86, Nov. 2016. [5] M. Marzband, R. R. Ardeshiri, M. Moafi, and H. Uppal, “Distributed generation for economic benefit maximization through coalition formation-based game theory concept,” Int. Trans. Electr. Energy Syst., vol. 27, no. 6, e2313, 2017. [6] M. Marzband, M. Javadi, J. L. Domínguez-García, and M. Mirhosseini Moghaddam, “Non-cooperative game theory based energy management systems for energy district in the retail market considering DER uncertainties,” IET Gener. Transm. Distrib., vol. 10, no. 12, pp. 2999–3009, Sep. 2016. [7] M. Marzband, F. Azarinejadian, M. Savaghebi, and J. M. Guerrero, “An optimal energy management system for islanded microgrids based on multiperiod artificial bee colony combined with markov chain,” IEEE Syst. J., vol. 100, no. 99, pp. 1–11, 2015. [8] F. Amato, F. Garofalo, L. Glielmo, and A. Pironti, “Robust and Quadratic Stability Via Polytopic Set,” Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 5, no. 8, pp. 745–756, 1995. [9] G. Cai, C. Hu, B. Yin, H. He, and X. Han, “Gain-Scheduled ℋ 2 Controller Synthesis for Continuous-Time Polytopic LPV Systems,” Math. Probl. Eng., vol. 2014, no. 2014, pp. 1–14, 2014. [10] C. C. Ku and C. I. Wu, “Gain-scheduled H∞ control for linear parameter varying stochastic systems,” ASME J. Dyn. Syst. Meas. Control, vol. 137, no. 11, pp. 1–12, 2015. [11] A. Hajiloo and W. F. Xie, “The Stochastic Robust Model Predictive Control of Shimmy Vibration in Aircraft Landing Gears,” Asian J. Control, vol. 17, no. 2, pp. 476–485, Mar. 2015. [12] R. H. Ordóñez-Hurtado and M. A. Duarte-Mermoud, “Finding common quadratic Lyapunov functions for switched linear systems using particle swarm optimisation,” Int. J. Control, vol. 85, no. 1, pp. 12–25, 2012. [13] Y. Tong, L. Zhang, P. Shi, and C. Wang, “A common linear copositive Lyapunov function for switched positive linear systems with commutable subsystems,” Int. J. Syst. Sci., vol. 44, no. 11, pp. 1994–2003, 2013. [14] W. Xiang and J. Xiao, “Finite-time stability and stabilisation for switched linear systems,” Int. J. Syst. Sci., pp. 1–17, 2011. [15] B. P. Rasmussen and Y. J. Chang, “Stable controller interpolation and controller switching for LPV systems,” ASME J. Dyn. Syst. Meas. Control, vol. 132, no. 1, pp. 1–12, 2009. [16] S. D. Ramos, A. C. J. Domingos, and E. Vazquez Silva, “An algorithm to verify asymptotic stability conditions of a certain family of systems of differential dquations,” Appl. Math. Sci., vol. 8, no. 31, pp. 1509–1520, 2014. [17] H. Lin and P. J. Antsaklis, “Stability and stabilizability of switched linear systems: A survey of recent results,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 54, no. 2, pp. 308–322, 2009. [18] J. Xiong, J. Lam, Z. Shu, and X. Mao, “Stability Analysis of Continuous-Time Switched Systems With a Random Switching Signal,” IEEE Trans. Autom. Contr., vol. 59, no. 1, pp. 180–186, 2014. [19] Z. She and B. Xue, “Discovering multiple Lyapunov functions for switched hybrid systems,” SIAM J. Control Optim., vol. 52, no. 5, pp. 3312–3340, 2014. [20] W. a. De Souza, M. C. M. Teixeira, M. P. a Santim, R. Cardim, and E. Assunção, “On switched control design of linear time-invariant systems with polytopic uncertainties,” Math. Probl. Eng., vol. 2013, 2013. [21] C. Hoffmann and H. Werner, “A Survey of Linear Parameter-Varying Control Applications Validated by Experiments or High-Fidelity Simulations,” IEEE Trans. Control Syst. Technol., 2014. [22] J. S. Shamma, “An overview of LPV systems,” in Control of Linear Parameter Varying Systems with Applications, J. Mohammadpour and C. W. Scherer, Eds. Springer US, pp. 3–26, 2012. [23] C. Hoffmann and H. Werner, “LFT-LPV modeling and control of a Control Moment Gyroscope,” in 2015 54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC), pp. 5328–5333, 2015. [24] F. R. López-Estrada, J.-C. Ponsart, D. Theilliol, Y. Zhang, and C.-M. Astorga-Zaragoza, “LPV Model-Based Tracking Control and Robust Sensor Fault Diagnosis for a Quadrotor UAV,” J. Intell. Robot. Syst., vol. 84, no. 1–4, pp. 163–177, Nov. 2016. [25] F. Blanchini, D. Casagrande, S. Miani, and U. Viaro, “Robust linear parameter-varying control of induction motors,” Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 25, no. 12, pp. 1783–1800, Aug. 2015. [26] Y. Huang, C. Sun, and C. Qian, “Linear Parameter Varying Switching Attitude Tracking Control for a Near Space Hypersonic Vehicle Via Multiple Lyapunov Functions,” Asian J. Control, vol. 17, no. 2, pp. 523–534, Mar. 2015. [27] C. Hoffmann, S. M. Hashemi, H. S. Abbas, and H. Werner, “Benchmark problem - nonlinear control of a 3-DOF robotic manipulator,” in 52nd IEEE Conference on Decision and Control, pp. 5534–5539, 2013. [28] W. J. Rugh and J. S. Shamma, “Research on gain scheduling,” Automatica, vol. 36, no. 10, pp. 1401–1425, 2000. [29] W. Xie, “Multi-objective H2/L2 performance controller synthesis for LPV systems,” Asian J. Control, vol. 14, no. 5, pp. 1273–1281, Sep. 2012. [30] B. Pal and B. Chaudhuri, Robust Control in Power Systems. London, UK: Springer, 2005. [31] R. A. Jabr, B. C. Pal, and N. Martins, “A Sequential Conic Programming Approach for the Coordinated and Robust Design of Power System Stabilizers,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 25, no. 3, pp. 1627–1637, 2010. [32] M. Soliman, a. L. Elshafei, F. Bendary, and W. Mansour, “Robust decentralized PID-based power system stabilizer design using an ILMI approach,” Electr. Power Syst. Res., vol. 80, no. 12, pp. 1488–1497, 2010. [33] A. Pal, J. S. Thorp, S. S. Veda, and V. A. Centeno, “Applying a robust control technique to damp low frequency oscillations in the WECC,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 44, no. 1, pp. 638–645, 2013. [34] H. M. Soliman, M. H. Soliman, and M. F. Hassan, “Resilient guaranteed cost control of a power system,” J. Adv. Res., vol. 5, no. 3, pp. 377–385, 2014. [35] R. Bos, X. Bombois, and P. M. J. Van den Hof, “Accelerating simulations of computationally intensive first principle models using accurate quasi-linear parameter varying models,” J. Process Control, vol. 19, no. 10, pp. 1601–1609, 2009. [36] A. Kwiatkowski and H. Werner, “PCA-based parameter set mappings for LPV models with fewer parameters and less overbounding,” IEEE Trans. Control Syst. Technol., vol. 16, no. 4, pp. 781–788, 2008. [37] M. B. A. Jabali and M. H. Kazemi, “A new LPV modeling approach using PCA-based parameter set mapping to design a PSS,” J. Adv. Res., vol. 8, no. 1, pp. 23–32, 2017. [38] I. T. Jolliffe, Principal Component Analysis, 2nd ed. New York: Springer, 2002. [39] M. B. A. Jabali and M. H. Kazemi, “Uncertain Polytopic LPV Modelling of Robot Manipulators and Trajectory Tracking,” Int. J. Control. Autom. Syst., vol. 15, no. 2, pp. 883-891, 2017. [40] M. Chilali and P. Gahinet, “H∞ design with pole placement constraints: An LMI approach,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 41, no. 3, pp. 358–367, 1996. [41] J. Shin, S. Nam, J. Lee, S. Baek, Y. Choy, and T. Kim, “A Practical Power System Stabilizer Tuning Method and its Verification in Field Test,” J. Electr. Eng. Technol., vol. 5, no. 3, pp. 400–406, 2010. [42] DIgSILENT, “39 Bus New England System.” DIgSILENT GmbH, Gomaringen, Germany, 2015. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 605 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 935 |