基于LQRI控制的三电平PWM整流器的实现

研究了三电平电压型PWM整流器的新颖控制算法,针对传统LQR控制存在稳态误差,提出了含有积分控制的线性二次型最优控制算法(LQRI)。建立了基于电网电压定向三电平PWM整流器两相同步旋转坐标系下的数学模型,推导了内环控制的状态方程,实现了电流环控制参数的最优设计,并给出了采用LQRI控制器三电平PWM整流器的整体控制策略。搭建了基于DSP实现的样机试验平台,试验验证了控制方案的正确性和有效性,消除了纯LQR控制存在稳态误差的问题,改善了系统的动、静态性能。

基于线性二次型最优控制理论MMC控制器设计

MMC的控制策略通常采用双闭环PI控制,而PI环节参数设计没有固定设置方法,调节不易。文中提出了一种基于线性二次调节(linear quadratic regulator,LQR)理论的控制策略,该策略具有参数易设定、反应迅速、自适应性强等优点,将LQR控制取代双闭环中的内环控制。为了消除LQR控制中的稳态误差,采用在LQR控制的基础上加入积分控制的线性二次型最优控制(LQRI)。最后在MALAB/Simulink构建了MMC-HVDC仿真模型,并对双闭环PI和LQRI控制性能对比,验证了LQRI控制方法可行性和优越性。

双馈电机并网前参数优化

分析了双馈并网发电机并网前的数学模型,针对传统电流环的PI调节存在参数整定复杂的问题,引入了含有积分控制的线性二次型最优控制算法LQRI。在双馈电机并网前空载的前提下,建立dq坐标系下的数学模型,给出了双馈电机并网前控制框图,并详细设计了电流内环的LQRI控制算法。针对湘电1.5 MW双馈电机,采用DSP2812进行控制,验证了改进算法的良好性能,消除了LQR控制存在的稳态误差问题,系统的动态、静态性能得到改善。

基于线性二次型积分调节器的风电机组功率载荷协同变桨控制

传统变桨控制器具有两个控制回路,分别用于稳定风轮转速和降低塔架载荷,两个控制回路简单叠加会导致控制器性能降低,大型风电机组需要同时解决功率控制和载荷控制问题。对此,提出一种在稳定输出功率的同时减少塔架载荷波动的变桨控制器。通过线性化得到适合阶次的风电机组状态空间模型,应用状态空间控制方法集成干扰自适应控制器,提出线性二次型积分调节器(Linear Quadratic Regulator with an Integrator,LQRI)的变桨控制器,并通过Kalman滤波器估计难以测量的状态变量。在GH Bladed软件中与传统的变桨控制器进行了对比分析,结果表明,LQRI的变桨控制器抑制了风速扰动引起的功率波动和塔架载荷,增强了风电机组控制系统的转速调节能力和动态响应能力。