基于改进型SM-ADRC的PMSM控制策略研究

在永磁同步电机(PMSM)控制中,传统的滑模自抗扰控制(SM-ADRC)能够减小外部负载变化和参数变化导致控制系统性能下降所带来的影响,但是还存在控制器参数太多,整定过于复杂化的问题,故提出一种改进型SM-ADRC方法。设计了一种新型变指数趋近律及新型控制函数将其引入扩展状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈控制律(NLSEF),得到新型滑模状态观测器(SM-ESO)和新型滑模状态误差反馈控制律(SM-NLSEF),减少了SM-ESO和SM-NLSEF待整定参数个数,简化了SM-ADRC参数整定。建立Simulink仿真模型和Links-RT半实物仿真实验平台,仿真和实验结果均表明:与传统SM-ADRC相比,改进型SM-ADRC在简化参数整定的同时提高了系统的响应速度和系统的抗扰性能,减小了电流脉动。

基于SABO算法的PMSM弱磁和MTPA控制方法

永磁同步电机因其结构紧凑、噪声较少、功耗较少、运行速度快、操作稳定,已被普遍采用。针对永磁同步电机弱磁控制过程中,转速环参数选取采用传统PI(proportional-integral)控制方法,依靠经验整定参数,外界抗干扰能力较差、难以保证在各运行区间具有优良性能等问题,提出了一种基于减法平均优化算法的永磁同步电机的弱磁和MTPA(maximum torque per ampere)控制的宽运行范围方法。将智能寻优算法、MTPA控制、弱磁控制三者相结合,利用减法平均优化算法优化PI控制器的参数,提高了系统的响应性能和抗干扰能力;工作电压未超过电压极限圆使用MTPA控制策略运行;工作电压超过电压极限圆利用电压闭环反馈,进行弱磁控制。使用MATLAB/Simulink构建的永磁同步电机弱磁控制仿真模拟,通过PI控制器和减法平均优化算法优化后的PI控制器性能对比,从仿真结果得到控制器方法的有效性。实验有效证明了该控制方法能够解决各种运行工况下控制器参数的优化整定问题,提高电机控制精度。

基于DOB和反演时变滑模的PMSM位置跟踪

针对传统反演滑模位置伺服系统中位置跟踪误差较大,以及采用固定滑模面时系统动态响应速度和抖振抑制之间的矛盾,设计了一种基于扰动观测器和反演时变滑模的复合控制策略。首先在传统指数趋近律中引入状态变量并设计自适应律,提出一种新型趋近律,来提升系统的响应性能。为进一步提升系统在各个阶段的收敛速度,利用预测控制中遍历寻优思想,设计一种在线寻优的时变滑模面,并进行稳定性证明。最后设计非线性负载干扰观测器,对系统进行干扰估计与补偿。实验数据表明,本文所提复合控制策略与传统反演滑模控制相比,其稳态误差仅占传统方法的9/17,动态响应速度提升了30 ms,抗扰性能明显优越。

基于MPC的PMSM转矩电流误差控制研究

针对占空比双矢量模型预测电流控制方法采取无差拍思想计算占空比时,周期内较大的电流误差导致转矩脉动严重的问题,提出了一种矢量切换的方法。所提方法不以无差拍思想下转矩电流预测值与参考值相等为控制目标,而是通过改变电压矢量的切换时刻并保证电流误差正负对称相等,实现了降低转矩电流控制误差的目的。通过推导占空比,对比分析了矢量切换前后单个控制周期内的最大电流误差。并在Simulink仿真平台上验证了矢量切换方法,同时与占空比双矢量方法进行对比。结果表明矢量切换方法能有效减小周期内转矩电流跟踪误差,实现了每个周期过程最优控制。

定转子双开槽对永磁同步电机齿槽转矩的影响

针对内置式永磁同步电机齿槽转矩过高导致的振动和噪声的问题,提出一种定子开矩形槽转子开弧形槽的电机模型,可以在不牺牲输出转矩的情况下抑制齿槽转矩。在分析齿槽转矩的基础上,以8极36槽内置式永磁同步电机为例,通过有限元仿真,分析在定转子上单独开辅助槽以及同时开辅助槽时,电机齿槽转矩随辅助槽参数的变化。然后对优化前后电机的性能参数进行对比,验证了所提方法的可行性。仿真结果表明,齿槽转矩随辅助槽参数的变化先减小后变大,定转子同时开辅助槽时,齿槽转矩削弱了92.01%,相较于单独在定子或转子开槽,可以更好地削弱电机齿槽转矩,且双开槽模型可以更有效地削弱气隙磁密谐波,提高电机的输出转矩。

连续波泥浆脉冲器控制策略研究

首先对转阀和驱动电机控制系统进行建模仿真,然后采用频移键控和相干解调方式仿真研究了连续波脉冲器的数据传输过程。通过仿真发现,当考虑通道噪声时,由于滤波环节性能已很难再改善,采用PI控制策略无法正确解调,故采用滑模控制改善电机动态性能,从而实现了正确解调。说明研究控制策略提高驱动电机动态性能有利于提高信号传输质量。这对于连续波脉冲器的实物制作具有重要的参考价值。但是并未考虑传输过程中出现的信号衰减和延迟等情况,仿真中仅用高斯噪声模拟了信道中的噪声,这些问题有待进一步地研究解决。

随钻测量信息传输方式的发展现状综述研究

介绍随钻测量信息传输方式的分类及其原理与特点,展望其发展方向及前景。电缆传输方式应重点解决电接触环的安装位置,改善电缆入口装置;钻杆传输方式的发展趋势是智能钻杆,应重点解决钻杆接头间的信息传输问题和井下无法长时间供电的问题,并降低成本;电磁传输应重点解决信号的衰减和可靠性问题。目前钻井液脉冲式传输方式应用广泛,而未来的主要发展趋势是连续波传输方式。光纤和声波传输方式作为随钻测量信息传输的技术储备,尚待深入研究。

电动钻机动力系统的动态无功补偿

针对并联电容的静止无功补偿方式存在不能及时响应无功功率的波动,不宜频繁投切等弊端,将动态无功补偿技术用于电动钻机动力系统的集中补偿,实现了无功的按需补偿。实时检测动力系统无功,根据设定的目标功率因数,计算所需的补偿功率,并实时控制电容器组投切实现无功的按需补偿。控制器基于交流采样算法求得动力系统的无功功率,并进行补偿容量的实时计算、投切逻辑快速判断、实时输出投切信号、动态控制电容器组的投切。现场应用动态无功补偿技术后,网络损耗有所减小,发电机输出功率大为降低,达到了节能降耗的目的。

基于改进滑模趋近律和非线性干扰观测器的PMSM位置跟踪

针对永磁同步电机(PMSM)在实际运行过程中会受到参数摄动和外界不确定干扰等非线性因素影响,导致电机控制性能下降,位置跟踪精度降低。提出将滑模控制(SMC)与反演控制(backsteeping control)结合设计非线性控制器,对反演滑模控制中的趋近律做出改进,提出一种基于指数趋近律的双幂次趋近律,并利用非线性干扰观测器(NDOB)观测和估计干扰,对其进行补偿。最后利用MATLAB/Simulink进行仿真,结果显示,该方法在一定程度上提高了电机位置控制精度,减小了位置跟踪误差,同时增强了系统抗干扰能力。

智能阀门定位器的控制设计

针对工业过程控制中阀门定位器阀位控制不精确,易造成阀门阀位往复波动不稳定现象,设计了一款气动智能阀门定位控制电路板。其中硬件设计以微处理STC12C5A60S2为核心并输出双极性PWM(脉宽调制)脉冲驱动压电阀,外围电路包括电源转换电路、I/V转换电路、A/D采样电路、按键和液晶显示电路等;软件设计由于阀门控制及执行过程是非线性时变的系统,很难建立精确数学模型,所以控制系统采用模糊PID(比例积分微分)控制算法替代常规PID控制。通过软件硬件两方面改进设计,可以有效避免阀位波动不稳定现象,稳定过渡时间只需1.2 s且系统无超调量;在Matlab中,采用阀门各机构所建立数学模型的传递函数及阀位实测数据进行仿真。通过波形对比,得出所设计的阀门定位器控制电路板,能使阀门控制更加稳定、快速、准确。

基于TMS320F2812 DSP捕获单元的柴油发电机组的转速测量系统

柴油发电机组做为备用电机电源或移动电站广泛用于高层建筑、银行、机场和油田等场合。应用中需控制柴油发电机组的转速和电压,使其具有良好的电气性能。采用TMS320F2812 DSP捕获单元处理柴油发电机组的磁电式转速传感器信号,实现柴油发电机组转速数字控制器的转速测量功能。经实验测试,该系统设计测速精度较高,有较强的实用性。

永磁同步电机伺服系统自抗扰控制器设计

对永磁同步电机(PMSM)调速系统中的时变输入提出具有更高跟踪精确度的改进型自抗扰控制策略。传统的自抗扰控制主要针对阶跃信号进行快速和无静差追踪,对时变信号存在较大的跟踪误差,使自抗扰控制的应用受限。文中对稳态误差的存在原因进行了理论分析,进而设计带有微分前馈和并联线性扩张状态观测器(P-LESO)的改进型转速自抗扰控制器(ADRC),以减小系统的跟踪误差。为进一步实时观测和补偿反电动势和减小电流跟随误差,设计了电流环线性自抗扰控制器。通过Simulink仿真模型进行验证,该控制系统不仅提高了PMSM对时变输入的跟踪精确度,而且对阶跃输入也具有很好的动态性能。

TMS320F2812 DSP在柴油发电机组频率测量中的应用

柴油发电机组作为电驱动钻机的供电电源,在油田的应用非常广泛。而发电频率对钻井设备的工作状况和柴油发电机组电压特性及带载能力有很大的影响,故对发电频率进行测量和调节是非常重要的。介绍了用TMS320F2812DSP通过光电码盘来测取柴油发电机组频率的方法,实验表明,本方法测频结果准确,为频率调节的实现提供了可靠的基础。

电动钻机动力系统柴油发电机组交互振荡的研究

针对电动钻机的动力系统柴油发电机组在并联运行的时候,因供油干扰往往出现功率的周期性振荡,同时伴随着以转速振荡、电压和频率的不稳定现象,即所谓的交互振荡问题。根据其产生原理可以通过改进柴油发电机的控制策略来解决柴油发电机组并联运行时出现的交互振荡问题。目前,柴油发电机组的控制系统大都采用常规的PID控制技术,不能有效地克服供油干扰引起的功率振荡,因此采用模糊PID控制算法替代常规PID控制。利用Matlab/Simulink建立柴油发电机组的数学模型,分别验证模糊PID和常规PID对柴油发电机组发生负载变化的控制效果,并模拟实际存在于柴油发电机组功率交互振荡,通过仿真验证模糊PID的可行性。

弱环状配电网的潮流计算方法

将弱环配电网的潮流算法分成不解环类算法和解环类算法两类,论述了基于节点注入电流模型算法、改进的快速解耦算法、回路阻抗法、Y_(bus)法、前推回代类算法、导纳求和算法及电流求和法等几种弱环配电网潮流计算方法,从多电源的处理能力、多回路的处理能力、算法的收敛阶数及稳定性等几个方面进行了分析和比较。

连续波钻井液脉冲器电流解耦控制器的研究

连续波钻井液脉冲器作为钻井液脉冲随钻测井技术中的最新技术,数据传输效率远高于目前广泛应用的正脉冲型钻井液脉冲远传系统,永磁同步电机(PMSM)作为连续波钻井液脉冲器转阀的驱动电机,其动态性能直接影响着井下信息的传输质量。针对井下温度变化造成的电机参数不匹配,导致电机控制性能降低的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的复合解耦控制方法。该方法将定子电阻压降、交叉耦合项、内部不确定干扰以及外部干扰等均视为扰动。利用扩张状态观测器对扰动进行实时观测,并将其补偿到电流控制器的输出端,从而实现系统的解耦控制,达到精准控制电流环的目的。仿真分析中,当电阻参数不匹配时,将复合解耦应用在电机的电流环控制中,可以有效提高永磁同步电机的动态性能,从而提高连续波钻井液脉冲器的信息传输质量。

时变扰动下的永磁同步电机滑模控制

时变扰动环境下,永磁同步电机(PMSM)采用鲁棒性较好的滑模控制。根据滑模控制中传统指数趋近律,提出一种改进型的趋近律,并基于改进型趋近律设计了一种PMSM调速系统的滑模速度控制器,提高电机的运行性能。通过仿真结果对比分析,设计的基于改进型趋近律的滑模速度控制器不仅可以提高系统的动态性能,而且削弱了系统的抖振现象,使电机在时变扰动下仍具有较高的运行性能。

两种基于有限量测数据的配电网建模方法的比较研究

简述了两种基于有限量测数据的配电网建模方法,说明了如何利用有限量测数据对配电网进行建模和分析,以得到反映配电网的主要运行指标的较真实、合理的潮流计算结果,并对这两种方法在模型的精细程度、计算速度方面进行了比较研究。

电动钻机的谐波治理及无功补偿方法研究

在钻井井场电网中,由于谐波的存在和无功功率的不平衡,增加了电网输电线损耗,降低了井场设备的稳定性和安全性。研究了一种动态治理谐波及补偿无功功率的方法。开发了谐波治理及无功补偿单元,并在原有的电动钻机控制系统模拟实验平台中模拟该单元的运行情况。经分析表明,该方法可有效抑制电网中的谐波,补偿无功功率,具有实际应用价值。

群体反应性抗体检测对肾移植患者的临床意义

目的:了解肾移植受者的HLA体液致敏状态,筛选合适供者及通过PRA变化早期诊断急性排斥。方法:通过微量补体依赖淋巴细胞毒试验检测269例患者的群体反应性抗体(PRA)。结果:肾移植受者中PRA阳性受者移植后排斥反应发生率明显高于非致敏受者(P<0.001),移植后PRA水平升高组的排斥发生率显著高于PRA无变化组(P<0.001)。结论:PRA是预测受者致敏状态的一个敏感指标,对临床筛选合适供者,减少排斥反应,提高移植物存活率及早期诊断排斥具有重要意义。