秦新华，张林森

(1.海军92569部队，海南三亚572021;2.海军工程大学，湖北武汉430033)

0 引 言

现代舰船对电力供应的依赖性越来越大［1］，突出表现为对电力系统功效要求很高，尤其是舰上的重要设备，必须保证在任何情况下都能不中断供电。与陆用电网相比，舰船电网的电站容量较小，当大的负载起动时会对电网的稳定性产生较大影响。因此，提高同步发电机系统的鲁棒性成为当前研究的热点问题。文献［2－3］将传统的PID控制器应用于同步发电机的控制，控制器采用极点配置法进行设计;为了获得良好的稳态特性和鲁棒性，许多鲁棒控制法如 H∞最优控制法［4］、结构化奇异值控制法［5］(structured singular value technique)等控制方法引起了众多学者的关注。本文提出一种基于H∞回路成形技术的于同步发电机的鲁棒控制器，详细讨论了控制器的设计步骤，仿真和实验结果验证了该方法的有效性。

1 发电机系统的数学模型

舰船电力系统主要由发电机组、电动机、静态负载和馈线等组成。若以同步旋转坐标系为参考系，同步发电机系统的数学模型如下:

式中:I=［idiqifdildilq］;U=［uduquf0 0］;X

各下标的含义如下:d表示纵轴分量;q表示横轴分量;fd表示励磁分量;ld表示纵轴阻尼等效分量;lq表示横轴阻尼等效分量;a表示定子绕组;f表示励磁绕组;l表示阻尼绕组。H为惯性常数。

2 基于H∞回路成形理论的鲁棒控制器设计

H∞控制理论可以有效抑制线性系统中的各种扰动对系统输出的影响，是最近几年发展起来的一种新的控制理论。H∞回路成形理论综合了H∞鲁棒稳定理论和传统回路成形理论，通过对系统开环传递矩阵的奇异值进行成形，以此实现系统的闭环控制目标。……