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A Proof of Lyapunov Stability of a Nonlinear Observer for the Mechanical States of Turbogenerator Systems

Journal of Energy and Power Engineering 2013年第6期7卷 1206-1213页

作者： A. Alwadie A. M. Abdel-Hamid Faculty of Engineering Najran University Najran 61441 Saudi Arabia Department of Control of Electrical Power and Machines

The dynamics of a turbogenerator are characterized by a nonlinearly interacting electrical and mechanical subsystems. Accurate and robust state reconstruction by an observer should be based on its nonlinear dynamic behavior. Linear and reduced order observers are undesired since intolerable error of state reconstruction may be expected especially if the operating conditions and/or the external disturbances are, as usual in modern power systems, extremely changed. The 2nd authors of this paper had published a methodical design of a full order nonlinear observer for turbogenerator systems and conducted its experimental validation on a 120 MVA and 1,000 MVA synchronous generators at Gud-Power Station in south Munich （Germany） and the Nuclear Power Station of Goesgen （Switzerland）. In this paper, the Lyapunov＇s stability is applied to the mechanical slow motion of nonlinear observer. A second order Lyapunov function is introduced. Based on the energy interpretations of its terms, the necessary and sufficient conditions for the asymptotic stability of this nonlinear observer are derived.

关键词： turbogenerators Lyapunov stability function nonlinear observer synchronous generator nonlinear feedback.

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