混合级联直流输电系统整流/逆变不同控制回路动态交互作用与稳定性研究

为了研究混合级联直流输电系统整流侧和逆变侧各换流器控制系统间的交互作用,文中首先建立混合级联直流输电系统的状态空间模型,并推导得到系统的多输入多输出传递函数模型。然后针对不同的研究目标,根据单通道分析设计理论建立等效单输入单输出反馈控制模型;在此基础上,分离出不同控制回路的耦合控制通道,定量评估系统强度、逆变侧交流联络线与控制参数等对控制回路间交互作用的影响。理论分析表明,当整流侧或逆变侧交流系统强度降低时,两侧控制回路间交互作用增强;当交流联络线长度缩短时,逆变侧电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平变换器(multilevel modular converter,MMC)控制回路间的动态交互增强,各控制环节参数之间存在相互制约关系。最后,在PSCAD/EMTDC上搭建混合级联直流输电系统的电磁暂态详细仿真模型,验证所建立单输入单输出反馈控制模型及上述理论分析结果的正确性。

带电流反馈的永磁接触器动态特性仿真与分析

接触器的动态特性分析对于其优化设计非常重要。针对一种新型带电流反馈系统的永磁智能接触器,提出了一组多态方程组。该方程组的状态与反馈电流值相耦合,并随着反馈电流和线路中多个比较器的输出信号的变化而相互转化,同时其耦合了电路、电磁场和可动部分摩擦的影响。利用该方法,基于多体动力学模型,模拟仿真了带电流反馈永磁接触器的整个闭合过程。实验证明所提方法是正确的。利用所提出的方法,研究了各硬件参数对控制系统性能的影响,并给出了其设计准则。实验证明采用最佳控制参数的智能接触器较原样机可大幅节能并减少触头弹跳。

基于AD829运算放大器的超快伏安系统

建立了一种超快扫速循环伏安仪器系统 ,应用高速AD82 9运算放大器设计组装了一个基于外部并联补偿方法的恒电位器 ,一个基于电流反馈补偿方法的恒电位器 ,并在阻容串联模拟池上分别考察了两种电路的性能。外部并联补偿恒电位器达到了 3.5MHz(3dB)带宽 (使用 1V振幅正弦波 ) ,最高扫速可达 0 .7MV s。电流反馈补偿单运放恒电位器达到了 10MHz(0 .4dB)带宽 (使用 1.43V振幅正弦波 ) ,因此预计将适用于 10MV s以上的超快电位扫描。

负载加速度反馈的伺服系统谐振抑制

谐振常常造成伺服系统不稳定,影响其控制性能。首先建立光电控制系统的动力学方程,分析了谐振和反谐振产生的原因。伺服系统同样也受到反谐振的影响,并且反谐振出现在谐振之前。由于间隙和摩擦的影响,谐振往往会随之变化,很难用固定的陷波器去补偿。提出一种负载加速度反馈控制算法减小谐振的影响,由此形成三闭环控制模式。根据提出的加速度反馈算法3条准则设计加速度控制器,采用此控制方法速度闭环带宽提高了5Hz左右,谐振峰减小了15dB。并且200Hz以后的谐振迅速衰减,提高了系统的稳定性。

中功率激光器驱动电路的研究与设计

半导体激光器对电源稳定性要求极高,微小的电冲击都会对激光器造成不可逆转的损害,因而在实际的应用中对电路的性能和安全有着很高的要求。主要运用负反馈原理来稳定输出电流,由此获得最低的电流偏差和稳定性最高的电流输出。最后运用Multisim软件对电路进行仿真。恒流电路模块是基于电压控制电流源的负反馈系统,采用复合达林顿晶体管的并联路拓扑结构,寻找基极电阻的最优值,并通过实验分析验证了所提出的方法的正确性。仿真和实际测量结果表明:当稳压电路的正负输入电压变化时,其输出电压比较稳定。驱动电源的输出电流在0~1A范围内是连续可调的,且输出电流稳定性很好(1h内波动值约为1×10^(-5) A)。

电机式低压智能微型断路器控制系统设计

针对目前低压微型断路器不能远程分合闸的问题,设计了一种电机式智能微型断路器控制系统。介绍了设计该控制系统的必要性,提出了控制系统的整体设计方案和设计原理,对控制系统低功耗MCU设计、低功耗电源设计、状态反馈电路设计等关键技术进行了研究和实现,对系统的控制流程、状态检测及反馈流程进行了简要说明。功能验证试验表明,该智能微型断路器控制系统完全符合国内相关标准要求,能实现完整的分合闸控制和状态反馈功能,具有很强的应用价值和推广价值。

磁通密度反馈在磁悬浮系统中的应用

对于磁悬浮列车的悬浮控制,如果取悬浮间隙、电磁铁速度以及电流为状态变量进行反馈控制,在实验中控制参数的稳定区间较小,不易寻找控制参数的稳定区间,而且控制参数之间的影响比较严重;采用悬浮间隙、电磁铁速度以及磁通密度作为状态变量进行反馈控制的方法可以解决上述问题,便于实际的调试工作。仿真结果证明了第二种方法的有效性。

水下机器人路径控制与仿真

研究了水下机器人的路径跟踪问题 .首先考虑重力、浮力、推力、水动力以及附加质量的影响 ,建立了 6自由度水下机器人的动力学模型 .在此基础上设计了非线性控制系统 ,包括一个内控制回路和一个外控制回路 .内控制回路根据机器人动力学模型引入非线性补偿 ,使得经内控制回路作用后的机器人化为一个解耦的线性定常系统 ,外控制回路采用比例微分 (PD)控制 ,根据机器人实际轨迹与期望轨迹间的偏差进行负反馈控制 .最后通过MATLAB对水下机器人追踪水面目标和跟踪空间螺旋线进行仿真 ,并给出了仿真曲线 ,从仿真结果可以看出 ,利用该方法可以使水下机器人具有较强的抗干扰能力 ,能够较好地实现对时变理论轨迹的跟踪 .

双闭环V-M脱粒机调速控制系统仿真研究

为实现直流电机脱粒机的高性能运转,利用晶闸管、二极管等器件设计了一个带有速度环和电流环的双闭环晶闸管脱粒机调速系统。研究了电流和转速的动态变化过程,得到最优调节方式。利用Matlab/Simulink对系统进行电流环和转速环建模和仿真,详细分析双闭环调速控制系统的特性。结果表明稳定电流是靠电流元件的反馈作用实现,同时依靠转速检测元件消除转速偏差,得到稳定转速。实现了同步调节电流和转速的目的,为进一步的实际运用奠定了基础。

基于CFBCCⅡ的差分多环反馈电流模式滤波器的系统设计

提出了一个电流控制全平衡差分式电流传输器(CFBCCⅡ).该电路具有全平衡差分式结构:即具有一对差分式Y端、差分式X端和差分式Z端.在此基础上,提出了一种基于CFBCCⅡ的差分式全极点n阶多环反馈电流模式滤波器的系统设计方法.该系统可以通过不同反馈实现不同结构的低通滤波器.所设计的滤波器的截止频率具有电流可调性,滤波器不受阶数限制.所有的n阶滤波器均由n个CFBCCⅡ及2n个电容元件构成,所有的电容元件都接地,便于集成.

交流永磁同步电机的反馈线性化位置控制

提出了交流永磁同步电机多目标输出跟踪控制的一般方法,利用微分几何中的微分同胚转换,先将永磁同步电机的非线性模型转换为与之反馈等价的线性模型,再采用线性系统中成熟的极点配置的方法对虚拟的电机线性系统进行控制器的设计.该方法实现了转子位置和转子磁链的动态解耦,将多输入多输出强耦合非线性的永磁同步电机系统分解成了两个独立的单输入单输出的子系统.在此基础之上提出了带干扰随动的位置伺服控制器的设计方法,不但实现了位置的动态跟踪控制,而且还能对扰动进行动态跟踪补偿.仿真结果证实了其有效性和优越性.

基于非线性反馈控制的超混沌系统同步方法

基于反馈控制几何理论提出了一种新的超混沌系统同步方法.选择合适的光滑向量场,根据多输入多输出微分几何理论将接收系统规范化,由收发端的输出及输出的各阶导数之差构造同步误差状态方程,根据极点配置方法设计反馈控制使发送和接收系统的输出同步,从而使两个系统的部分状态或全部状态同步.以两个完全匹配的蔡氏电路单向耦合构成的6维蔡氏超混沌系统为例,研究了同步情况及其在保密通信中的应用.仿真结果证实了这种方法的有效性.

馈能型电子负载的并网控制

分析了单相馈能型电子负载的原理,主电路采用DC/DC/AC结构,DC/DC变换器采用平均电流模式下的双闭环控制,详细分析了逆变交流侧并网控制方法。基于内模控制原理,逆变器采用零误差电流跟踪并网控制方法,与普通PI控制方法相比,采用该方法后,工频条件下输出电流可以零误差地跟踪给定电流,基本不受电网电压的影响。仿真结果表明,该控制方法可以使逆变器输出电流的相位和频率无误差地跟踪电网电压的相位和频率,逆变电流为正弦,功率因数为1,可以连续调节模拟负载,并且有较好的瞬时响应。

UC3637在二相步进电动机驱动器中的应用

详细介绍了一种利用 TI公司生产的 UC36 37芯片构成 PWM控制电路 ,进而实现二相混合式步进电动机电流反馈型细分控制的方法。实践证明 ,用该方法构成的 PWM控制电路结构简单 ,性能可靠 ,具有良好的系统运行效果。

单闭环直流调速系统研究

针对单闭环调速系统的组成和基本性质 ,研究了这种调速系统存在的问题及解决办法。通过实验提出了一种有效的单闭环调速系统

高可靠性混合式步进电机驱动系统研究

给出了一种由单片机、专用集成芯片和可编程逻辑器件构成的高可靠性二相混合式步进电机驱动系统。详细分析了系统各部分的工作原理及功能的实现方案。实验结果表明,系统结构完善,采用过流信号的双重保护和电流截止负反馈等措施后,使系统运行稳定,可靠性提高。

多端电压源型直流互联系统频率稳定性控制策略

以提高电压源型换流器多端直流互联系统的频率稳定性为目的,提出了一种适用于多孤岛电网换流站共同参与主网频率调节的多端协调控制策略。该控制策略首先是根据互联系统的数学模型,利用非线性鲁棒控制中的反馈线性化H∞方法设计出了各孤岛电网换流站直流功率调节量的控制律。然后考虑各孤岛电网自身频率波动情况,利用单纯形法滚动优化直流功率调节量控制律中的直流功率分配系数,从而得到最优分配的直流功率调节量,保证了各换流站以最优直流电压斜率控制协调参与主电网的频率稳定调节过程。最后,在PSCAD/EMTDC中以三端柔性直流互联系统为例,通过与常规控制策略进行对比仿真,验证了所提控制策略的正确性和优越性。

大功率交流稳流电源的研制

采用单片机控制双向可控硅作为电子开关所组成的电压分节网络 ,组成新颖快速的电子调压器 ;由于双向可控硅过零触发 ,所以其输出是不失真的完整正弦波 ;再用单片机组成反馈控制系统 ,从而找到了交流稳流的新方法 ,研制出一个大功率交流稳流电源 .

电流反馈氦氖激光器功率稳定系统的研究

本文提出一种电流反馈氦氖激光器功率稳定方法,该方法简单、可靠、成本低、稳定性能好。分析了反馈电路对稳定系统性能的影响。开机13分钟后即进入稳定状态,此时这个稳定系统的功率稳定度达到0.5％,且工频脉冲干扰基本消失。

软硬件架构相协调的智能喷油器驱动研究

借助英飞凌公司TC1766单片机的分层体系架构和丰富的外围模块,提出了软硬件架构相协调的智能喷油器驱动方案。详细描述了新方案的软件架构与硬件架构,并以该模块为核心开发出高压共轨柴油机控制器。发动机试验表明:智能喷油器驱动方案具有匹配喷油器灵活性强、性价比高、驱动电流自抗扰稳定等优点,并可以满足燃油系统多次喷射对喷油器驱动模块的要求。