46、基于近似线性化的船舶交直流微电网控制策略

基于近似线性化的船舶交直流微电网控制策略

在船舶交直流微电网的控制领域，寻找一种稳定且高效的控制方法至关重要。传统的控制方法如模型预测控制（MPC）、非线性模型预测控制（NMPC）、滑模控制、反步控制、PID控制以及多局部模型控制等，在应用于船舶交直流微电网的非线性动态系统时，都存在一定的局限性。而本文所提出的非线性最优控制方法，在全局稳定性、参数选择和计算负载等方面展现出显著优势。

非线性最优控制方法的优势

• 全局稳定性 ：MPC是一种线性控制方法，若应用于船舶交直流微电网的非线性动态系统，会导致控制回路失去稳定性。NMPC的迭代搜索最优解的收敛性依赖于初始化和参数值的选择，无法始终保证全局稳定性。而所提出的非线性最优控制方法具有已被证明的全局稳定性。
• 系统描述要求低 ：滑模控制在被控系统未处于输入 - 输出线性化形式时，滑模面的定义可能是一个直观的过程；反步控制在相关状态空间模型未处于三角形（反步积分）形式时，不能直接应用于动态系统。相比之下，所提出的最优控制方法不需要系统的状态空间描述为特定形式。
• 参数选择更优 ：PID控制的控制器参数选择依赖于启发式调整过程，且在工作点变化时不能保证控制回路的稳定性。而所提出的非线性最优控制方法的控制器参数选择不依赖于启发式调整过程，并且在工作点变化时能保证控制回路的稳定性。
• 计算负载低 ：多局部模型控制需要多个线性化点和求解多个Riccati方程来计算控制器的稳定反馈增益。而所提出的非线性最优控制方法仅使用一个线性化点，只需