P1: JYSc07 JWBS020/Keyhani Septembe

P1: JYS
c07 JWBS020/Keyhani September 22, 2009 14:39 Printer Name: Yet to Come
218
ROBUSTSTABILITYANALYSISOFVOLTAGEANDCURRENTCONTROL
7.4 TUNING THE CONTROLLER PERFORMANCE
Recall earlier that the
w
p
,
w
S
, and
w
SH
in cost function (7.10) are the weighting
scalars for the plant states, fundamental state, and harmonic servocompensator states,
respectively. The selection of values of these scalars provides a way of tuning the
controller for desired transient performance and stability robustness. The structured
singular value discussed in the previous sections will be used to evaluate the robust
stability of each controller resulting from different choices of weighting scalars. A
time response simulation of the single-phase equivalent circuit will be used to compare
the transient performance of each controller. To quantify the transient performance,
it is common in the industry to use the deviation of the RMS output voltage from
its nominal value during a 100% resistive load change as a performance measure. A
less than 5% deviation of output voltage under 100% resistive load transient is not an
uncommon specification in the industry for a high-performance DG unit.
Consider the following cases of weighting scalars:
Case 1
:
w
p
=
0.5,
w
s
=
5
×
10
5
, and
w
SH
=
w
S
Case 2
:
w
p
=
0.1,
w
s
=
5
×
10
5
, and
w
SH
=
w
S
Case 3
:
w
p
=
0.05,
w
s
=
5
×
10
5
, and
w
SH
=
w
S
Case 4
:
w
p
=
0.005,
w
s
=
5
×
10
5
, and
w
SH
=
w
S
Case 5
:
w
p
=
0.0001,
w
s
=
5
×
10
5
, and
w
SH
=
w
S
In all the cases above, equal weighting scalars are applied to the fundamental com-
pensator states and the harmonic states (
w
SH
=
w
S
), while the plant states weighting
w
p
in each case is decreased from 0.5 all the way down to 0.0001. The time response
simulations for Case 1 is illustrated in Fig. 7.9 showing the output voltage, reference
voltage, load current, and RMS variation of the output voltage during both 0 to 100%
and 100% to 0% resistive load transients. From Fig. 7.9 it can be seen that the output
voltage RMS deviates as much as close to 20% for Case 1.
The time response similar to Fig. 7.9 was obtained for each of the cases 1 to 5
and the resulting RMS output voltage variations are plotted collectively in Fig. 7.10.
It can be seen that as the scalar weighting
w
p
decreases, the transient performance
improves, with the RMS variation as little as 2% for the case
w
p
=
0.0001. These
results are not unexpected since the weighting scalars represent the penalty applied
to each state in the system. Intuitively, decreasing
w
p
while keeping the compensator
states weighting the same, decreases the penalty cost applied to the plant states in
the cost function to be minimized. This results in allowing the plant states to move
more freely and hence faster response. Notice, however, that only Case 4 and Case 5
results in RMS variations of less than 5%.
To analyze the robust stability, the upper bound of the structured singular value in
each case is plotted in Fig. 7.11. It can be seen that only Case 1, Case 2, and Case 3
achieve robust stability under the considered structured perturbations, with the peak
value of
μ

[
M
(
j
ω
)
] in each case being less than 1. Case 4 and Case 5—the only

Kết quả (Việt) 1:

P1: JYSc07 JWBS020/Keyhani 22 tháng chín 2009 14:39 tên máy in: chưa đến218ROBUSTSTABILITYANALYSISOFVOLTAGEANDCURRENTCONTROL7.4 ĐIỀU CHỈNH HIỆU NĂNG BỘ ĐIỀU KHIỂNNhớ trước đó mà nhữngwp,wS, vàwSHchi phí chức năng (7,10) là trọnggiả cho thực vật kỳ, trạng thái cơ bản và hài hòa servocompensator Kỳ,tương ứng. Việc lựa chọn các giá trị của các giả cung cấp một cách để điều chỉnh cácbộ điều khiển cho mong muốn thoáng qua hiệu suất và sự ổn định mạnh mẽ. Các cấu trúcgiá trị số ít thảo luận trong các phần trước sẽ được sử dụng để đánh giá các mạnh mẽsự ổn định của mỗi điều khiển là hệ quả từ sự lựa chọn khác nhau của hệ số giả. Athời gian phản ứng mô phỏng của các mạch tương đương một pha sẽ được sử dụng để so sánhhiệu suất thoáng qua của mỗi bộ điều khiển. Để định lượng các hoạt động tạm thời,nó là phổ biến trong ngành công nghiệp sử dụng độ lệch của RMS điện áp đầu ra từgiá trị danh nghĩa của nó trong một 100% tải điện trở thay đổi như một biện pháp hiệu suất. Aít hơn 5% độ lệch của đầu ra điện áp dưới 100% tải resistive thoáng qua không phải là mộtđặc tả phổ biến trong ngành công nghiệp cho một đơn vị DG hiệu suất cao.Hãy xem xét các trường hợp sau đây của hệ số giả:Trường hợp 1:wp=0,5,ws=5×105, vàwSH=wSTrường hợp 2:wp=0.1,ws=5×105, vàwSH=wSTrường hợp 3:wp=0,05,ws=5×105, vàwSH=wSTrường hợp 4:wp=0,005,ws=5×105, vàwSH=wSTrường hợp 5:wp=0,0001,ws=5×105, vàwSH=wSTrong tất cả các trường hợp trên, cân bằng giả được áp dụng cho cơ bản com-pensator kỳ và điều hòa tiểu bang)wSH=wS), trong khi các nhà máy quốc gia nặngwptrong mỗi trường hợp giảm từ 0,5 tất cả các con đường xuống 0,0001. Các phản ứng thời gianCác mô phỏng cho trường hợp 1 được minh họa trong hình 7.9 Hiển thị điện áp đầu ra, tài liệu tham khảođiện áp, hiện tại tải và biến thể RMS điện áp đầu ra trong cả hai 0 đến 100%và 100% đến 0% resistive tải tạm. Từ hình 7.9, nó có thể được nhìn thấy mà đầu rađiện áp RMS deviates càng nhiều càng gần 20% cho trường hợp 1.Các phản ứng thời gian tương tự như hình 7.9 được thu được cho mỗi người trong số các trường hợp 1-5và kết quả RMS sản lượng điện áp biến thể được âm mưu chung trong hình 7,10.Nó có thể được nhìn thấy rằng, cũng như trọng vô hướngwpgiảm, hiệu suất thoáng quacải thiện, với các biến thể RMS ít nhất là 2% cho các trường hợpwp=0,0001. đâykết quả là không bất ngờ vì nặng giả đại diện cho hình phạt áp dụngmỗi nhà nước trong hệ thống. Trực giác, giảmwptrong khi vẫn giữ đậptiểu bang cân như vậy, giảm chi phí hình phạt áp dụng cho các quốc gia thực vật ởCác chức năng chi phí để được giảm thiểu. Điều này dẫn đến cho phép các tiểu bang thực vật để di chuyểnphản ứng hơn một cách tự do và do đó nhanh hơn. Thông báo, Tuy nhiên, đó chỉ có trường hợp 4 và 5 trường hợpkết quả trong RMS biến thể ít hơn 5%.Để phân tích sự ổn định mạnh mẽ, ràng buộc của các giá trị số ít có cấu trúc trongmỗi trường hợp âm mưu trong hình 7,11. Nó có thể được nhìn thấy mà chỉ 1 trường hợp, trường hợp 2, và 3 trường hợpđạt được sự ổn định mạnh mẽ theo các nhiễu loạn cấu trúc được coi là, với đỉnh caogiá trị củaΜ[M(jΩ)] trong mỗi trường hợp là ít hơn 1. Trường hợp 4 và trường hợp 5 — duy nhất

Kết quả (Việt) 2:

P1: JYS
C07 JWBS020 / Keyhani 22 tháng 9 năm 2009 14:39 Printer Name: Tuy Come
218
ROBUSTSTABILITYANALYSISOFVOLTAGEANDCURRENTCONTROL
7.4 TUNING THE CONTROLLER THI
Nhớ lại trước đó rằng các
w p, w S, và w SH trong hàm chi phí (7.10) là trọng số vô hướng cho các tiểu bang nhà máy, nhà nước cơ bản, và các quốc gia servocompensator hài hòa, tương ứng. Việc lựa chọn các giá trị của các vô hướng cung cấp một cách để điều chỉnh các điều khiển để thực hiện thoáng qua mong muốn và sự ổn định vững mạnh. Các cấu trúc giá trị ít được thảo luận trong các phần trước sẽ được sử dụng để đánh giá mạnh mẽ ổn định của mỗi bộ điều khiển hệ quả từ sự lựa chọn khác nhau của vô hướng trọng. Một mô phỏng thời gian đáp ứng của một pha mạch tương đương sẽ được sử dụng để so sánh hiệu suất thoáng qua của mỗi bộ điều khiển. Để định lượng các hoạt động thoáng qua, nó được phổ biến trong ngành công nghiệp sử dụng các độ lệch của điện áp đầu ra RMS từ giá trị danh nghĩa của nó trong một điện trở 100% tải thay đổi như một biện pháp hiệu quả. Một độ lệch ít hơn 5% của điện áp đầu ra dưới 100% tải điện trở thoáng qua không phải là một đặc điểm kỹ thuật phổ biến trong ngành công nghiệp cho một hiệu suất cao DG đơn vị. Hãy xem xét các trường hợp sau đây vô hướng trọng: Trường hợp 1: w p = 0,5, w s = 5 × 10 5, và w SH = w S Trường hợp 2: w p = 0,1, w s = 5 × 10 5, và w SH = w S Trường hợp 3: w p = 0,05, w s = 5 × 10 5, và w SH = w S Trường hợp 4: w p = 0,005, w s = 5 × 10 5, và w SH = w S Trường hợp 5: w p = 0,0001, w s = 5 × 10 5, và w SH = w S Trong tất cả các trường hợp trên, vô hướng trọng bằng nhau được áp dụng cho các tranh cơ bản bang pensator và các quốc gia hòa (w SH = w S), trong khi nhà máy nêu trọng w p trong mỗi trường hợp được giảm từ 0,5 tất cả các con đường xuống 0.0001. Các phản ứng thời gian mô phỏng cho 1 trường hợp được minh họa trong hình. 7.9 cho biết điện áp đầu ra, tài liệu tham khảo điện áp, dòng tải, và RMS biến thể của điện áp đầu ra trong cả hai 0-100% và 100% đến 0% transients tải điện trở. Từ hình. 7.9 có thể thấy rằng sản lượng RMS điện áp lệch nhiều như gần 20% đối với trường hợp 1. Các phản ứng thời gian tương tự như hình. 7.9 đã thu được cho mỗi trường hợp 1-5 và dẫn đến các biến điện áp đầu ra RMS được vẽ chung trong hình. 7.10. Có thể thấy rằng, cũng như trọng lượng vô hướng w p giảm, tính chuyển tiếp được cải thiện, với các biến thể RMS ít nhất là 2% đối với các trường hợp w p = 0,0001. Những kết quả không bất ngờ kể từ khi vô hướng trọng đại diện cho các hình phạt áp dụng cho mỗi trạng thái trong hệ thống. Bằng trực giác, giảm w p trong khi vẫn giữ các nguồn bù đắp trạng thái nặng từ giống, giảm chi phí phạt áp dụng cho các quốc gia nhà máy trong các hàm chi phí được giảm thiểu. Điều này dẫn đến việc cho phép các quốc gia nhà máy để di chuyển tự do hơn và do đó phản ứng nhanh hơn. Thông báo, tuy nhiên, đó chỉ Trường hợp 4 và 5 trường hợp kết quả trong RMS biến thể nhỏ hơn 5%. Để phân tích sự ổn định vững chắc, các ràng buộc trên các giá trị số ít có cấu trúc trong mỗi trường hợp được vẽ trong hình. 7.11. Có thể thấy rằng chỉ có 1 trường hợp, trường hợp 2, 3 và trường hợp đạt được sự ổn định mạnh mẽ dưới nhiễu loạn cấu trúc xem xét, với đỉnh cao giá trị của μ? [M (j ω)] trong mỗi trường hợp là ít hơn 1. Trường hợp 4 và Case 5 chỉ