同步发电机励磁控制研究的现状与走向

崔连峰

摘要：随着近年来发电机组性能的不断优化，同步发电机励磁控制作为其中较为核心的控制机制，在维持汽车发电机电压水平、提高发电机系统稳定性等方面应用十分广泛。因此，在面向科学技术卓越发展的今天，我们必须要对于同步发电机励磁控制应用研究现状与走向进行深入研讨分析，以保障汽车发电机系统的稳定运营和有效控制。本文将对于同步发电机励磁控制领域的核心问题进行研究探讨，以多角度全面探析同步发电机励磁控制研究的现状与走向。

关键词：同步发电机;励磁;研究;控制现状;走向

1  同步发电机励磁控制的研究现状分析

随着我国发电机运行系统的不断完善，规模的不断扩大，对于同步发电机励磁控制研究的力度也在不断强化。由于同步发电机励磁控制涉及到我国汽车系统发展领域核心部件，因而在研究其相关理论与实践的过程中聚集了很多专业的活跃人才，并在长期的研究和探索过程中取得了一定的成果。尤其随着同步发电机励磁控制多元理论和方法的不断应用，更是对于我国汽车发电机系统及运营规模产生了积极地影响。但是，在我国同步发电机励磁控制发展过程中还存在着一定的问题，局限着同步发电机励磁控制的有序发展。首先，由于同步发电机励磁控制是发电机系统的核心，因而要对于同步发电机励磁控制机组的无功功率分配功能和电压调节功能进行研究和优化，以维持系统发电机在汽车运行中供电运营的稳定性。与此同时，在面向信息技术卓越发展同发电机发展规模的逐步扩大的背景下，对于同步发电机励磁控制安全稳定性方面也进行了接续的深入研究。

截至目前，我国对于同步发电机励磁控制的研究还停留在探索前行阶段，主要通过合分析同步发电机励磁控制要素，对其控制器的多机系统构造进行研究，在对于运行系统中的不确定因素和运行障碍进行分辨的过程中，提升同步发电机励磁控制运行的协调效果和稳定效率。

除此之外，随着近年来发电机系统的大规模联网、市场化运作等多方卓越发展与进步，更是对于汽车领域同步发电机励磁控制系统发展提出了新的要求和挑战，而当前大多数研究者不能很好的意识到同步发电机励磁控制在发展过程中的严峻考验，甚至缺乏对其研究内容的深入了解和把握，这就需要广大励磁研究工作者在了解励磁控制系统理论的基础上，了解并研究同步发电机励磁控制的发展史，脚踏实地合力推动发电机设计在汽车系统应用的现代化发展。

2  同步发电机励磁控制的研究内容

2.1 线性传递函数数学模型上的变量设计

在对于同步发电机励磁控制进行研究的过程中，我们不难发现，早在20世纪50年代就已经有了符合相应理论设计的控制方式，其中自动电压调节器以单变量设计，通过机端电压偏差反馈信息，调节并控制发电机励磁控制参数，进一步提高发电机系统静稳和暂稳功能。在后续发电机励磁控制机制的运用过程中，由于单变量的设计存在一定的不完善性，并不能很好的适用于汽车系统宏观控制和调节工作中，因而在60年代末通过对于励磁控制器辅助功能进行优化，针对特定网络模型和振荡频率区间进行双变量反馈，有效调节发电机励磁控制机制的精度和稳定性。

2.2 优化线性状态空间模型上多变量设计

随着信息技术的不断进步，现代控制理论的逐渐成熟，在同步发电机励磁控制的研究过程中有了良好的理论基础，从而为后续发电机组的优化设计和汽车系统应用提供了更加多样的设计途径。在对于励磁控制进行优化和创新的过程中，科学家通过在线性状态空间模型上进行了多变量的设计，以传统AV R+PSS设计为着力点，综合电机系统控制目标动态性能，对于发电机励磁控制的子汽车系统中的适应性进行了进一步的优化，为推动发电机系统革新开拓了新的途径。尽管其在系统发展过程中起到了一定积极地作用，但是在发电机励磁控制的阻尼数值部分还存在一定的不足。

2.3 基于反馈线性化的非线性设计

在同步发电机励磁控制研究过程中最常用的两种方法，分别是直接反馈线法和非线性设计法，因此，在研究同步发电机励磁控制的过程中，为实现精确线性化的优化和创新，就必须要在基于微分几何理论和直接反馈线性化理论之上，对于发电机励磁控制机制进行非线性设计，通过在模型假设的过程中有效找寻并获得励磁控制规律，进一步推进同步发电机励磁控制的研究成效。这种基于反馈线性化的非线性设计，虽然能够帮助实验者有效掌握励磁控制规律，但在实际应用过程中由于受到状态变量的限制，无法发挥励磁控制对于端电压的维持作用，仍需优化。

2.4 鲁棒与自适应控制设计研究

在同步发电机励磁控制研究过程中，需要实现对于控制器的抗干扰性能优化，从而保证汽车发电机系统运行的稳定性。在面向此需求下，研究者进行了鲁棒励磁控制和自适应控制的设计，以变结构控制仿真实验，有效测试了鲁棒与自适应控制性能的适应性，优化了控制器的抗干扰性和在线辨识能力。

2.5 智能多元控制设计研究

随着科学信息技术的逐渐成熟，在同步发电机励磁控制研究过程中，融入了较为智能的多元控制设计元素，其中包括了迭代学习算法以及数据模型构建等多种励磁控制机制，拟在通过智能概念模型取代原有励磁控制的某一环节，以实现控制器的持续稳定。同时，通过综合性的设计和应用，对于同步发电机励磁控制的系统模型进行分散与协调设计，以宏观整体的把握，有效规避同步发电机励磁控制整体性能恶化的危险，但是在整体应用可控性的把握成效上还有待商榷。

3  同步发电机励磁控制的未来走向

随着发电机系统控制手段的增多，对于同步发电机励磁控制装置的研究愈加深入，尤其在面向已有研究成果时，不仅需要研究者在总体上对于同步发电机励磁控制构建系统化的理论体系，还应重视励磁控制电压调节相关功能，在控制器的设定过程中设计电压反馈回路，有效控制励磁能，进一步提升同步发电机励磁控制体制在汽车系统应用的抗干扰性和稳定性，实现同步发电机励磁控制应用的优化。与此同时，在对于同步发电机励磁控制进行研究的过程中还有一些关键的问题没有得到很好地解决，需要在后续的研究过程中继续努力，攻克难题。因而，同步发电机励磁控制的未来走向应紧密贴合现有研究成果，在迎合信息时代背景特色的同时，对于发电机系统信息模式进行协调控制和优化。其中，针对鲁棒自适应设计方法中存在的結构不稳定性进行参数控制，通过整合各方力量，从多角度多层次对于同步发电机励磁控制过程中的问题进行分析研讨。在面向控制手段增多，励磁控制手段成熟的基础上，对于汽车发电机调节系统进行有侧重有针对的规划控制，以动态的手段在线协调同步发电机励磁控制工作方式，进而有效推进汽车系统的安全稳定发展。

除此之外，在对于同步发电机励磁控制研究的同时，还需要研究者们在进一步探索优化协调控制的过程中，以严谨的科学态度和发散的创新思维，有效解决同步发电机励磁控制研究中出现的问题，进一步推进同步发电机励磁控制的优良发展，把对于同步发电机励磁控制的研究推向新的高度，切实提升发电机系统控制维持汽车稳定性的优质性，这也是同步发电机励磁控制在未来走向的大势所趋。

4  结束语

综上所述，在对于同步发电机励磁控制研究的过程中，我们不难发现，相比于传统单一的汽车发电机系统控制模式，同步发电机励磁控制无论是在抗风险性还是维稳性方面都已经取得了很大的成绩。但是随着研究领域的不断扩展、研究内容的逐步深入，在同步发电机励磁控制方面还存在着一些难题，急需研究工作者们对其予以足够的重视，在充分汲取同步发电机励磁控制先人经验的基础上，推进疑难问题的攻克进程，从而推进发电机系统结构的优化和良性发展。

参考文献：

[1]韩英铎，等著.电力系统最优分散协调控制[M].清华大学出版社，1997.

[2]卢强，孙元章著.电力系统非线性控制[M].科学出版社， 1993.

[3]卢强编.输电系统最优控制[M].科学出版社，1982.