电力系统非线性控制（第2版）（现代电力系统丛书）
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作者： 卢强，梅生伟，孙元章著
出 版 社： 清华大学出版社
出版时间： 2008-9-1字数： 577000版次： 2页数： 440印刷时间： 2008/09/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787302177357包装： 精装内容简介
本书系统地阐述了电力系统非线性控制的理论及应用，在全面总结该领域国内外研究成果的基础上，重点论述了作者从事自然科学交叉重点基金、“973”计划和杰出青年基金等有关项目所取得的最新研究成果。
全书共13章，主要内容包括：非线性最优控制理论若干基本概念；单输入单输出与多输入多输出非线性最优控制系统设计原理；非线性鲁棒控制系统设计原理；电力系统建模方法和非线性数学模型；非线性最优/鲁棒控制设计原理在电力系统中的应用，包括大型发电机组非线性最优励磁和非线性鲁棒励磁控制、汽门开度非线性最优控制、大型水轮发电机组水门开度非线性鲁棒控制、交直流联合输电系统中直流输电系统的非线性最优控制、超导储能设备非线性鲁棒控制、静止无功功率补偿系统的非线性最优控制等的数学模型、设计方法、控制策略及实施方案。
本书注重物理概念，理论与实际并重，把现代非线性控制理论与工程实际有机地结合起来，可供从事电力系统自动化工作的科技人员和高等院校有关专业的教师、高年级学生及研究生使用，也可供从事自动控制的工程技术人员参考。
作者简介
卢强，1936年5月19日出生于安徽省无为县。1959年和1964年清华大学电机系本科和研究生毕业。1985年至1986年任美国colorado state university访问教授，讲授研究生课并从事科研工作。1988年1月起任清华大学教授，1991年当选中科院学部委员（后改称为中国科学院院士）。1993年至1995年任日本KIT客座教授，讲授研究生课程并从事科研工作。2003年当选为IEEE Fellow。2006年当选为瑞典皇家工程科学院外籍院士。现任清华大学电力系统国家重点实验室学术委员会主任、中国电机工程学会常务理事等。
卢强教授长期从事电力系统稳定分析与控制、电网安全以及太阳能发电综合应用系统等领域的研究。发表论文100多篇，出版专著3部（其中NonlirigarControl Svstems and Power System D ynamics由原Kluwer Academic Publishers出版）。
曾获国家优秀科技图书一等奖、国家自然科学二等奖（2次）、国家科技进步三等奖、教育部自然科学一等奖、国家优秀教学成果特等奖和国家重点基础研究发展计划（“973”计划）先进个人等。
曾任国家重点基础研究发展计划（“973”计划）“电力大系统灾变防治”首席科学家。先后主持完成国家自然科学基金重点项目“电力系统非线性鲁棒稳定控制”和“电力系统智能控制”，国家发改委高技术示范工程“输配电系统混成控制系统”，国家重大科技攻关计划“三峡发电机组非线性励磁”和国家电网公司重点科技项目“大型水轮发电机组非线性鲁棒调速控制装置”等十余项重大科研项目。目前正主持国防“973”专题、东北电网混成电压控制、上海电网AEMS和深圳电网灾变防治等多项重大工程项目。
目录
第1章 导论
1.1 引言
1.2 控制理论发展概述
1.3 线性控制系统与非线性控制系统
1.4 非线性系统近似线性化设计方法及其局限性
1.5 非线性系统稳定与不稳定平衡点
1.6 非线性系统的混沌现象与电力系统非线性振荡
第2章 非线性最优控制若干基本概念
2.1 引言
2.2 非线性最优控制问题的数学描述
2.3 非线性系统的坐标变换
2.3.1 坐标变换的一般概念
2.3.2 线性系统坐标变换
2.3.3 非线性坐标变换与微分同胚
2.3.4 映射
2.3.5 局部微分同胚
2.3.6 非线性控制系统的坐标变换
2.4 仿射非线性系统
2.5 向量场
2.6 向量场的导出映射
2.7 Lie导数与Lie括号
2.7.1 Lie导数
2.7.2 Lie括号
2.8 向量场集合的对合性
2.9 控制系统的关系度
2.10 非线性系统的线性化标准型
2.11 小结
第3章 单输入单输出非线性最优控制系统设计原理
3.1 引言
3.2 状态反馈精确线性化设计原理
3.2.1 关系度r等于系统阶数n的线性化设计原理
3.2.2 非线性控制律最优性讨论
3.2.3 一般情况下的线性化设计原理
3.2.4 精确线性化的条件
3.2.5 精确线性化的算法
3.3 零动态设计原理与方法
3.3.1 零动态第一种设计方法
3.3.2 零动态第二种设计方法
3.3.3 零动态第三种设计方法
3.3.4 零动态第四种设计方法
3.3.5 若干问题讨论
3.4 线性系统零动态设计方法
3.5 输出对干扰解耦的控制系统设计原理
第4章 多输入多输出非线性最优控制系统设计原理
4.1 引言
4.2 关系度与线性化标准型
4.2.1 系统的关系度
4.2.2 线性化标准型
4.3 零动态设计原理
4.4 状态反馈精确线性化设计原理
4.4.1 状态反馈精确线性化的条件
4.4.2 状态反馈精确线性化的算法
4.4.3 非线性控制律最优性讨论
第5章 非线性鲁棒控制设计原理
5.1 引言
5.2 非线性鲁棒控制基本概念
5.2.1 非线性鲁棒控制问题的数学描述
5.2.2 信号及其L2范数
5.2.3 系统及其L2增益
5.2.4 耗散系统与Hamilton-Jacobi不等式
5.2.5 二人零和微分对策
5.3 Hamilton-Jacobi-Issacs不等式
5.3.1 L2增益意义下的非线性鲁棒控制问题
5.3.2 Hamilton-Jacobi-Issacs不等式的推导
5.3.3 线性鲁棒控制系统的HJI不等式--Riccati不等式
5.4 反馈线性化H∞设计法
5.5 SDM混合反馈线性化H∞方法
5.5.1 SD反馈线性化H∞方法
5.5.2 SM反馈线性化H∞方法
5.5.3 SDM反馈线性化H∞方法与输出设计
第6章 电力系统基本数学描述
第7章 大型发电机组非线性最优励磁控制
第8章 大型发电机组非线性鲁棒励磁控制
第9章 大型汽轮发电机组汽门开度非线性最优控制
第10章 大型水轮发电机组水门开度非线性鲁棒控制
第11章 交直流联合输电系统中直流系统非线性最优控制
第12章 超导储能设备非线性鲁棒控制
第13章 静止无功补偿器系统的非线性最优控制
附录
A 8机36节点参数
B 非线性鲁棒控制调速器的安装地点及对应参数
C 动模实验系统参数
参考文献
书摘插图
第2章 非线性最优控制若干基本概念
2.1 引言
每一个理论分支都有它一些特定的基本概念与定义，这些基本概念与定义是组成这种理论的基本元素和构件，是形成这种体系理论的核心部分，因而特别重要。
在近代线性最优控制理论体系中的基本概念有：动态系统与动态控制系统、输入与输出、反馈、状态变量与状态向量、状态空间与状态方程、动态过程与状态轨线、稳定性、可达性、可控性与可观性、性能指标与最优控制，再加线性代数中的基本概念等。这些读者已经深刻理解与掌握的基本概念，便是组成近代线性最优控制理论的基石。以上这些基本概念也是本书所研讨的非线性最优控制理论中的基本组成部分。
在本书所研究的非线性控制系统理论中，除了上述基本概念外，还有一些特定的概念与定义。阐明这些概念与定义是本章的基本任务。
首先介绍非线性最优控制问题的一般提法，进而阐明非线性系统的坐标变换与状态空间映射以及微分同胚的概念。为了加深对非线性系统坐标变换特性的理解，本章采取了与线性系统坐标变换对比的方法，并阐述了非线性系统在工程中最为常见和重要的一类系统——仿射非线性系统的概念。本书所研究的正是这种类型系统的最优控制问题。
在阐明以上基本概念后，我们将进一步阐述状态空间中的向量场与向量场的导数运算——Lie导数与Lie括号的概念与定义。对于非线性控制系统理论，向量场与Lie导数、Lie括号的概念正如函数与导函数的概念对于解析数学那样的基本与重要。有了向量场与Lie括号，就可以讨论向量场集合的对合性的概念。对合性是向量场集合的一种十分重要的性质，在非线性系统精确线性化条件中将用到这个性质。在非线性系统精确线性化方面，我们首先阐明了控制系统关系度的概念，继而讨论了非线性系统线性化标准型。这里值得提醒的是，在本章中引入了一些读者可能尚不十分熟悉的符号。这些符号是那些基本概念、定义的载体，也是它们的外在表述形式和名字。在理解与掌握那些基本概念和定义内涵的同时，理解与熟悉这些符号也是十分必要的，这是掌握非线性最优控制理论的重要一环。
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