1.全状态约束电力系统的有限时间自适应模糊跟踪控制方法，其特征在于：含SVC的单机无穷大电力系统状态方程如下式：式(1)中：θ＝‑D/H，D为动力单元阻尼系数，H为发电机惯性时间常数，单位为s；Tsvc为SVC的惯性时间常数；ysvc为系统的导纳，初始值为ysvc0；δ为发电机功角，单位为rad，初始值为δ0；

H1和H2为叠加在发电机转子和系统导纳上的未知扰动；

控制器设计如下：

首先进行坐标转换

式(2)中，zi，i＝1,2,3，为跟踪误差，πi,i＝2，3,为命令滤波器输出值；

考虑到命令滤波器的使用会产生误差，控制器设计过程中引入误差补偿信号εi，i＝1，

2，3；

进一步得到补偿后的跟踪误差如下：vi＝zi‑εi，i＝1,2,3       (3)设计的虚拟控制信号α1，α2和控制输入u＝α3如下：式(4)～式(6)中：ki,gi,hi,i＝1,2,3，均为正的常量； τi>0为待设计常量；

设计的误差补偿信号εi,i＝1,2,3，如下：设计的自适应律Θ如下：

2

式(10)中：Θ＝max{||Wi||},i＝1,2，Wi为模糊逻辑系统中未知的权重向量，为Θ的估计值；Si,i＝1,2为模糊逻辑系统中的基函数向量；λ,γ,ai，i＝1,2，为正的常量。

2.根据权利要求1所述的全状态约束电力系统的有限时间自适应模糊跟踪控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1：设计第一个李雅普诺夫函数对V1求导可得

代入中间虚拟控制变量α1和补偿信号ε1，式(12)进一步计算为步骤2：设计第二个李雅普诺夫函数对V2求导可得

由于系统中存在不确定部分和外部未知扰动，将式(15)中的复杂部分，未知部分和外部干扰部分设为未知非线性函数f1(x1,x2)＝θx2+a0‑kysvc0sin(x1+δ0)+H1；利用模糊逻辑系统FLS对f1(x1,x2)进行逼近Τ

f1(x1,x2)＝W1 S1+δ1     (16)通过杨氏不等式，式(15)进一步计算为：代入中间虚拟控制变量α2和补偿信号ε2，式(17)进一步计算为步骤3：设计第三个李雅普诺夫函数对V3求导可得

由于系统中存在不确定部分和外部未知扰动，将式(20)中的复杂部分，未知部分和外部干扰部分设为未知非线性函数f2(x2)＝‑(1/Tsvc)x3+H2；利用FLS对f2(x2)进行逼近Τ

f1(x1,x2)＝W2 S2+δ2           (21)式(21)进一步计算为

代入控制信号u和补偿信号ε3，式(22)进一步计算为根据误差补偿信号，设计第四个李雅普诺夫函数对Vε进行求导

利用杨氏不等式，式(25)进一步推导为式(26)中，

根据zi＝vi+εi可知，通过确保vi和εi在有限时间内收敛到目标区域，使得zi在有限时间内收敛到原点附近的一区域内；考虑自适应律的估计误差 设计第五个李雅普诺夫函数

对V进行求导

代入自适应律，式(28)进一步计算为式(29)中： 为待设计的常数，且当 当

此时，式(29)计算为

考虑到 式(30)进一步计算为(1+μ)/2 (1+μ)/2 (1+μ)/2式(31)中:Γ1＝min{2ki,2M,2κ}，Γ2＝min{hi2 ,gi/(μ+1)2 ,(2κ) }，此时，式(31)改写为以下两种形式式(32)和式(33)中：η∈(0,1)；

当V>Γ3/(Γ1(1‑η))时，式(32)计算为收敛时间为

式(35)中: 分别为两次有限时间命令滤波器的收敛时间；

此时，信号vi，εi， 在有限时间t1内收敛到以下邻域内；

(1+μ)/2

当V >Γ3/(Γ2(1‑η))时，与上述内容相似，式(36)计算为收敛时间为

此时，信号vi，εi， 在有限时间t2内收敛到以下邻域内；

此时，可得到

进一步得到

取 则 时，可得

跟踪误差可在有限时间内收敛到原点附近的小领域内，闭环系统内所有的信号都在有限时间内收敛到有界领域内。

3.根据权利要求1所述的全状态约束电力系统的有限时间自适应模糊跟踪控制方法，其特征在于：为进一步证明全状态变量的约束性：取 则|εi|≤Aε；

因为x1＝v1+ε1，所以|x1|≤|v1|+|ε1|≤T1+Aε，取 则有又因为α1由变量v1，ε1组成，所以α1是有界的，进一步得到π2是有界的，即存在正常量满足

上述证明相似 ，x2＝v2+ε2+π2，所以 取则有

因为α2由变量v2，ε2，Θ组成，所以α2是有界的，进一步得到是有界的，即存在正常量满足

x3＝v3+ε3+π3，所以 取 则有

4.根据权利要求1所述的全状态约束电力系统的有限时间自适应模糊跟踪控制方法，其特征在于：

在Matlab/Simulink仿真环境中搭建含SVC的单机无穷大电力系统，系统仿真参数如下：

δ0＝314.159°，ω0＝57.3rad/s，ysvc0＝0.4p.u.，Vs＝1.0，H＝5.9，D＝1.0，Tsvc＝0.02，X1＝0.84p.u.，X2＝0.52p.u.，BL+BC＝0.3，m＝2，b1r＝0.6，b2r＝‑0.55；

‑

系统状态变量的初始值为x1＝0.15，x2＝0.5，x3＝0.2；取未知外部扰动分别为H1＝e

2t ‑3t

sin(2t)sin(4t)和H2＝e cos(3t)cos(6t)，并让扰动在时间t开始作用于被控系统；

有限时间命令滤波器增益参数如下：△1＝10，△2＝10；模糊逻辑系统的模糊逻辑规则数为10，宽度为6，同时选择[‑3,3]×[‑3,3]×…×[‑3,3]作为基函数的中心；

控制器参数设计如下：τ1＝0.25，τ2＝0.55，τ3＝0.45，ki＝6，hi＝2，li＝1，i＝1,2,3，μ＝0.6，a1＝a2＝1，λ＝1，γ＝1。