不对称电压下PWM整流器的变结构自抗扰控制

为抑制PWM整流器在不对称电网电压时的谐波功率以及负载扰动对直流侧电压的影响,提出了一种基于变结构自抗扰理论的新型电压控制方法。将自抗扰控制与变结构控制器相结合,设计了变结构自抗扰控制器。正负序电流环采用变结构自抗扰控制,以此来消除电流环的耦合对系统的扰动,并消除功率传输中的谐波分量。新型控制器在保持原自抗扰控制器特点的同时减少了可调参数,使得参数整定变得容易,改善了系统控制性能。仿真以及实验结果表明,此方法能够对输出电压快速并无超调的进行控制,并能有效抑制传输中谐波功率和负载变化对系统的影响。

锂电池储能系统充放电的双闭环自抗扰控制器设计

针对锂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)具有非线性、时变、强耦合的特征,以及模型误差和不确定外扰对系统控制的影响,基于自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)技术对BESS充放电控制策略与实现进行了研究。首先建立了适用于自抗扰控制的BESS数学模型;然后提出了BESS自抗扰控制一般设计方法;最后设计了BESS双闭环自抗扰控制方案,并在PSCAD/EMTDC环境中构建了仿真模型,比较分析了采用传统PI控制和自抗扰控制时BESS的动态性能。仿真结果表明,双闭环自抗扰控制下的BESS充放电控制,在充电电压/电流等参考值变化、电网电压波动以及系统参数变化等工况下,相比传统PI控制,均具有更好的动态品质和抗扰动能力。

海洋平台执行器故障最优抗扰自修复容错控制

针对存在海浪干扰力作用下的海洋平台的执行器故障,提出一种基于扩张故障诊断器的容错控制方法。首先,对执行器故障设计了自修复容错控制律,然后根据Riccati和Sylvester矩阵方程设计了一个最优抗扰自修复容错控制器,保证了海洋平台系统在故障和海浪干扰力作用下具有最优系统性能。为了解决容错控制中系统状态和故障不可直接测量的物理不可实现问题,设计了一个扩张故障诊断器。最后,数值仿真结果验证了此方案的可行性和有效性。

船舶推进电机直接转矩控制策略改进

针对船舶永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统转矩和磁链脉动大、逆变器开关频率不恒定及抗干扰性差等问题,提出基于空间矢量调制(SVM)和自抗扰控制器(ADRC)的直接转矩控制策略。分析SVM的实现过程,通过合成参考电压矢量来补偿磁链和转矩偏差,固定控制周期使逆变器的开关频率保持恒定。设计基于自抗扰控制技术的速度调节器,以提高系统的鲁棒性。仿真实验表明,新的控制策略可以改善磁链和转矩稳态时的表现,保证转速的快速响应并增强系统的抗干扰性。

基于改进型自抗扰控制器的NPC三电平逆变器中点平衡策略

针对中点钳位型三电平逆变器所固有的中点电位波动问题,建立直流侧中点电位的波动模型,提出一种基于分数阶自抗扰控制器(FOC-ADRC)的中点电压平衡策略。避免了传统ADRC的非线性误差反馈率(NLSEF)需要凭经验试凑三个没有明确物理意义的参数难题,便于应用到三电平逆变器的中点电位进行电压实时补偿。原理样机实验表明该方法具有较强的中点电压平衡性能,可以快速估测并抑制中点电压波动,同时减小输出电压电流的谐波。

基于扰动补偿的PMSM转速环自抗扰控制器设计

永磁同步电机(PMSM)运行过程中负载转矩以及转动惯量的变化对转速有较大的影响,结合自抗扰控制器(ADRC),通过对负载转矩和转动惯量辨识得到部分扰动的方法,设计了基于扰动补偿的永磁同步电机调速系统。利用辨识算法先辨识出负载转矩和转动惯量,然后利用辨识得到的信息表示出部分扰动项并补偿到自抗扰控制器扰动估计输出项中,使扩张状态观测器(ESO)只需观测出除负载转矩和转动惯量的扰动量,减小ESO观测扰动量,增加扰动量观测的精度,从而提高了转速环抗扰性能。最后通过仿真和实验验证了该算法的有效性。