研究生课程（论文类）试卷2017/2018学年第1学期课程名称：课程代码：论文
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目：学生姓名：手机：专业﹑学号：学院： 课程（论文）成绩： 课程（论文）评分依据（必填）：任课教师签字：日期：年月日 课程（论文）题目：现代控制技术在电气工程中的应用 内容：摘要：近些年来，现代控制理论和技术在一定程度上推动了电气工程及其自动化的发展。随着现代控制理论的完善和电气产品在日常生产中的应用基础越来越广泛，电气系统也变的越来越复杂，同时也向着自动化、智能化的方向迈进。相信随着先进控制理论的不断丰富，未来在电气工程自动化控制中占据的比重会越来越大，功能性和稳定性越来越强。同时，对于电气工程中的控制也变得越来越复杂，现代控制理论和技术逐渐地被提出和广泛地应用开来，并发挥了巨大的优势。其中电力输电系统的控制问题对电力系统的安全稳定运行具有深远的影响，其系统本身所具有的强非线性特性，需要先进的控制技术以提高系统的性能。鉴于此，本文主要
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现代控制技术在电气工程中的应用，并对电力输电系统中所用的非线性控制技术和神经网络技术进行简述，以期能使现代控技术在电气工程中得到更广泛的应用。关键词：电气工程；现代控制；电力输电1、现代控制技术在电气工程中的特点1.安全性好安全性是电气工程运行过程中最为重要的保障之一，但是在实际生产过程中，外部和内部的环境都有可能对电气工程本身造成运行障碍。所以，现代控制技术在保证其监控功能以外，还需要具备自检能力，能够对系统本身进行定期检查，及时排除安全隐患。2.高效精准现代控制技术已经发展成为数字信息为载体的先进技术，发布指令进行有效控制也是通过数字、信息、代码的方式进行。想要保证短时间内多个指令能够同时发出，并进行准确传送，必须保证整个控制系统的抗十扰能力和独立能力，进而利用其交互功能完成信息的生成传播和控制管理。3.监控全面考虑到电气工程系统的实际功用，其设备和装置多数是24小时全天运行，并不停机，但是长时间的运行必然会导致出现一些故障，必须对其进行实时监控。所以，现代控制技术必须具备监控功能，能够保证全天不停地对运行系统进行实时监控，若是发现了运行故障或是错误，要马上报警，同时对故障部位、原因、状态进行实时
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。2、现代控制技术的分类1.非线性控制在传统电气工程控制系统当中，往往采用各种线性化的控制技术和控制理论，但是随着电力系统越来越复杂化，各种特高压交直流井网，已经开始应用各种非线性控制理论和控制技术，上述控制技术能够对电气产品固有特征进行分析，并且能够暴露各种电气产品当中存在的巨大控制漏洞。非线性控制有助于提高控制精度。2.智能控制技术智能控制技术是当前重点发展的技术，智能控制技术的核心思想就是通过对采集各种数据信息进行集中化、全面化的处理来实现各种运行状态的监测和控制，最终基于上述监测和控制的情况来对故障进行有效
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和紧急处理。因此，电力设备在控制系统当中也会经过一定优化处理，在一般的优化处理当中还可以对电气产品精度和自适应能力进行有效分析。3.电气系统中的神经网络控制技术神经网络主要依靠模拟人类神经元的构造，通过多个神经元组合成一个复杂的网络，能够通过自学习功能模拟强非线性系统。神经网络用于输电系统的交直流电流控制，和传统的PID控制性能进行比较，具有在大的运行范围内具有最优性能，可以在线调整参数和学习先验知识的优点。神经网络同时还在输电系统中的稳定性、故障辨识和继电保护中的控制中有广泛的应用。三、现代控制技术在电气工程中的应用1.创建完整的电气控制系统首先，在各功能模块上设置监控器，监测它们的操作行为、运行状态，并以数据的形式记录，转存到数据库中，如此，控制技术既可以依靠“复制数据”找出控制方式，又能随时检索系统运行信息，查找故障间题;其次，创建中枢系统、装置、设备的联动控制机制，以“作业任务”的形式分配任务，以便于系统可以同步、集中处理重要“运行信息”，不耽误电气工程正常工作;最后，因为电气工程系统、装置、设备的运行功能复杂、多样，所以要想正确下达指令，明确指令内容要求相对困难，利用现代控制技术，可将许多复杂的指令编撰成“编码”，由翻译器统一处理，如此一来，不仅方便了操作，电气工程控制管理效率、水平也会大大提升。2.管理电气系统的内外部环境电气工程内、外部工作环境的监测工作是其安全生产工作的重中之重，所以，现代控制技术管理工作的重要内容便是环境监测、管理，主要内容包括监控电气工程电流、温度、湿度、电压、电功率等基础运行指标数据，如发现阶段时间内这些指标数据出现较大波动变化，会立即发出报警信号。总之，在技术与科学的双向影响下，电气工程系统结构发生了翻天覆地的变化，不仅工程管理与应用方式变了，其运行状态也与以往大有不同。为确保电气工程能够在安全、高效的环境下生产、运行，实现综合管理，电气工程一方面要学会应用现代控制技术，另一方面，还要研发控制技术新的闪光点，只有这样，才能发挥“先进技术科学”的正向影响价值。3.合理选择控制设备一方面，控制系统设备要具备信息分类、收集、检索、处理功能，将复杂、且数目庞大的电气工程数据集中整合到数据库中，根据管理、控制需要，高效检索、准确处理、顺利传递出去;另一方面，控制系统设备还应具备信息翻译、解释、转换能力，因为电气工程中的装置、设备不可能使用统一的编码、指令形式，所以如果两个运行系统、装置的指令信息代码不同，控制设备应能够兼容分辨，做出正确的处理和判断，完成智能化、自动化控制。四、神经网络控制技术在电力传输系统中的应用高压直流输电和灵活交流输电技术的飞速发展，给电力输电系统的控制技术提出了新的要求。为了有效利用输电系统的资源、保护电网平稳顺利运行，提高对电力系统振荡稳定、潮流分布、紧急事故及经济运行的控制能力，必须采用先进的控制理论和方法来实现对电力输电系统的控制。20世纪80年代末，电力系统控制专家卢强院士最早将非线性控制理论引人到电力系统，最近十多年来，学术界围绕着非线性控制理论在电力系统的应用开展了大量研究工作。按照控制方法的不同可以分为:反馈线性化方法、非线性鲁棒控制方法等。神经网络主要依靠模拟人类神经元的构造，通过多个神经元组合成一个复杂的网络，能够通过自学习功能模拟强非线性系统。神经网络用于输电系统的交直流电流控制，和传统的PID控制性能进行比较，具有在大的运行范围内具有最优性能，可以在线调整参数和学习先验知识的优点。已经有研究利用人工神经网络模式识别技术，实现了超高压输电线路方向高频保护，建立了3层BP网络。该保护通过对被保护线路电压、电流特征值的控制，不仅能自适应地识别输电线路在各种运行方式和故障条件下的故障方向及故障相别，而且在整个时域上都具有准确的识别能力，克服了各种方向高频保护的缺陷，满足了作为超高压输电线路主保护的控制要求。综上所述，电力输电的交流输电尤其是直流输电系统是较为复杂的系统，其控制问题一直以来都是工程界关注的重点之一。现有的输电系统现代控制机技术有了较深人的研究，与多种现代控制技术相结合，如非线性控制、鲁棒控制、神经网络控制等，电力输电系统获得了良好的控制性能。还有部分研究正处于试验研究阶段，这些研究也将为将为输电系统的安全稳定运行和
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