总体评价法在非线性控制系统极限环振荡研究中的应用

远巧针 三门峡职业技术学院公共教学部

总体评价法主要是指围绕同一研究对象，综合利用多个参评单位及指标进行评价的方法，基于非线性控制系统极限循环振荡研究相对复杂，运用总体评价法可以筛选研究类目，控制研究成本，降低研究难度，赋予该系统相关研究完整性、全面性、科学性，为此其在非线性控制系统研究中的应用极为必要。然而，相较于西方发达国家，我国与非线性控制系统极限环振荡相关研究基础较为薄弱，总体评价法应用经验相对较少，无法充分发挥该研究方法应用能效，这也为本次研究创造条件。基于此，为提高非线性控制系统运行质量，探析总体评价法在该系统极限环振荡研究中的应用方略显得尤为重要。

1.建立非线性控制系统极限环振荡研究模型

非线性控制系统在社会各个领域中均有应用，为使相关研究更富科学性，需研究技术人员率先分析非线性控制系统所处环境，掌握该环境研究要点，以此为由建立系统模型，为有效应用总体评价法奠定基础。

例如，以汽轮发电机组及其研究环境为例，从理论上来讲，汽轮发电机组呈并网运行状态，且电网大小不一，可以朝着孤立电网及无穷大电网两个方向发展，研究方向不同则所建立的研究模型也不尽相同，同时研究模型还需与研究问题相契合，如若研究汽轮发电机组快关现象，则以解决该系统中短路故障为目标，建立并网运行模型，旨在提高电网运行稳定性，规避该问题引起的失步现象，达到提高该机组运行综合质量的目的，若研究机炉负荷现象，则以解决该系统中锅炉与汽轮机符合匹配问题为目标，建立并网运行模型，旨在通过研究客观反馈该系统实际特性。

在研究非线性控制系统极限环振荡过程中，可以建立并网运行模型，同时遵循电网运行两个极端发展规律，可建立单机运用模型，基于本次研究以汽轮发电机组为例，为充分应用总体评价法，选择建立单机运行模型，旨在通过研究充分反馈该系统研究成效，若建立并网运行模型则容易掩盖影响非线性系统稳定性的因素，降低研究成果精准性[1]。

2.明确总体评价法在非线性控制系统极限环振荡研究目标

在建立研究模型基础上，研究技术人员需立足非线性控制系统极限环振荡研究实况，明确总体评价法应用目标，以此为基点建立研究架构，为充分应用该方法落实非线性控制系统极限环振荡研究目标奠定基础。从研究系统稳定性视角着眼，相关研究目标可从独立、对立两个角度进行分析：一是非线性控制系统自身的稳定性，作为构成该系统稳定性的最小单位，它奠定该系统稳定运行基调；二是极限环振荡情况，基于极限环振荡在非线性控制系统中存在重叠、间隙、摩擦、限幅等情况，影响该系统运行稳定性，为此需以此为由设立研究目标并运用总体评价法。

在系统中引入非线性因素，使系统运行复杂程度骤增，为降低研究难度，在复杂系统中探寻研究目标，需要运用总体评价法，继而在少量研究图表加持下，掌控该复杂系统运行实况，明晰各个非线性因素对系统动态性能的影响，可以定性、定量分析各个系统中非线性控制因素所起到的作用，为研究技术人员优化相关系统，制定系统完善、革新方案提供依据。在总体评价法加持下，不仅可以得到非线性极限环振荡与该系统稳定性之间的关系，还能揭示该系统结构、系统参数等因素之间的内在关联，为进一步优化该系统夯实理论基石[2]。

3.总体评价法在非线性控制系统极限环振荡中的应用

基于本次研究以汽轮发电机组非线性控制系统极限环振荡情况为例，为此研究总体评价法应用方略，需从以下几个方面进行分析：一是高载工况。在汽轮发电机组出现高载工况时，不投入工作的环节为中压调门，在充分考虑该因素基础上可以得到总体评价结果，以该结果为基点绘制总体评价图例，继而明晰反馈回路、内回路、主回路对非线性系统的影响，使总体评价更为直观、科学，通过分析总体评价结果可知，当高载工况相角余量设为43.05°，其增益余量及临界不等率分别为14.93db、0.9%，此时非线性控制系统极为稳定，若在该系统内存在非线性因素时，则会影响系统内极限环稳定性，使其发生不同程度的振荡现象，其振荡幅度与非线性因素成正比。基于此，控制并解决极限环振荡问题的首要手段是规避非线性因素对该系统的消极影响，通过调节系统参数，提高该系统稳定性，控制、规避非线性因素消极影响，达到提高该系统稳定性的目的。在研究高载工况时，还可采用“仿真证实+总体评价”方法，更加清晰、具体、充分说明非线性因素对该系统极限环振荡的影响，为使比较分析更为科学、精准，需在确保各个因素加持下的仿真证实参数一致，达到充分发挥总结评价法应用能效的目的。

二是低载工况。从汽轮发电机组非线性控制系统运行实况出发，率先绘制总体评价图，反应主回路、高压前向回路、高压内回路、中压前向回路、中压内回路、中压反馈回路及高压反馈回路在该系统中的运行状态，使分析结果更为具体、直观，当低载工况相角余量设为19.32°，其增益余量及临界不等率分别为4.69db、2.91%，此时非线性控制系统极不稳定，在该系统内不同部位均存在扰动极限环的非线性因素，例如当中压内回路出现间隙或摩擦时，会使非线性控制系统产生触动极限环振荡的因素，在总体评价图表加持下，可以求得极限环振荡幅度及频率。与高载工况研究相似，总体评价法同样可以应用仿真证实方法对相关现象进行分析，并通过对比各组仿真证实结果，可以帮助研究技术人员更好优化非线性控制系统。例如，研究技术人员可以通过降低油动机滑阀摩擦率，控制该非线性因素对极限环振荡的影响，通过对比分析可以选用旋转滑阀代替油动机滑阀，降低该环节制动进程中的摩擦率，达到减小极限环振荡幅度及频率的目的，使非线性控制系统更加稳定[3]。

4.总结总体评价法在非线性控制系统极限环振荡研究中的应用经验

通过对总体评价法在非线性控制系统极限环振荡研究中的应用进行分析可知，研究目标是研究模型科学构设基础，不同研究目的加持下的系统模型存在差异性，为此研究技术人员需秉持一切从实际出发理念，通过深入分析非线性控制系统所在环境，以提高非线性控制系统稳定性，降低极限环振荡幅度、频率为出发点，率先制定总体评价法应用目标。总体评价法可以与仿真证实关联在在一起，用以印证该评价法加持下所得结论的科学性、精准性，使评价结果更为直观、可靠，作为实用性较强的研究方法，总体评价法所需图表相对较少，继而削减研究技术人员工作量，提高研究效率，控制研究成本，同时不影响研究全面性、有效性，可以帮助研究技术人员掌握各个非线性因素在该系统内的位置，及其与极限环振荡的关系，为研究技术人员定量、定性分析非线性控制系统提供依据，继而揭示该系统特点，为充分发挥该系统运行成效奠定基础。

结束语：综上所述，总体评价法在非线性控制系统极限环振荡研究中的有效应用，具有提高研究效率，降低研究难度，提升研究精准率等积极意义，为此研究技术人员需在科学应用该方法同时，不断总结该方法应用经验，完善相关研究体系，通过建立非线性控制系统极限环振荡研究模型，明确相关研究目标，从高载工况、低载工况、临界不等率、不稳定系统等角度出发，落实非线性控制系统研究目标，找到规避极限环异常振荡良策，继而使非线性控制系统得以稳定运行，凸显总体评价法应用价值。