扩展MPPT运行区间的双馈风电机组智能双模控制策略

为扩展双馈型感应发电机(DFIG)最大功率点跟踪运行区间,提高其在低风速区间的发电效率,首先,文中提出了一种智能双模控制策略,通过机侧变流器控制策略的调整以及必要的开关切换,DFIG可根据风速不同自动地运行于两种模式:传统DFIG模式及DFIG定子短路模式。然后,针对模式切换过程时间短的需求以及冲击大、影响久的特点,重点研究了文献鲜有提及又极为重要的模式柔性切换控制方法,特别是双向模式切换的具体流程、机侧变流器控制策略以及发电机负载的选取等。最后,基于RT-lab的硬件在环仿真结果表明,所提控制策略较好地发挥了DFIG的成本优势与全功率型发电机的宽变速范围优势,并实现了两种模式的快速、柔性切换。

风机—液力偶合器模糊-PID调速控制系统研究

对风机—液力偶合器单一PID控制系统过度依赖控制模型问题,提出了基于PID控制的高稳定性和模糊控制的高鲁棒性的风机—液力偶合器模糊-PID控制.在分析大功率煤气风机与YOCQZ420调速型液力偶合器调速控制系统动态调节特性的基础上,推导并建立了调速控制系统的动态调节数学模型;应用计算机分析软件,在一定开关阈值和不同时间常数、系统总增益和延迟时间常数条件下的模糊-PID双模调速控制系统进行仿真分析.实验台实验测试结果与仿真分析结果的一致性表明,模糊-PID双模控制可有效实现大功率风机与调速型液力偶合器调速的自动控制.

纤维缠绕机台车运动自动控制系统的设计与实现

在纤维缠绕机缠绕台车运动控制系统中,作者根据台车在不同的运行状态下有不同的控制要求的特点,在硬件系统设计中采用了交流伺服系统,在软件系统设计中采用了自适应多模式模糊控制策略。该台车自动控制系统经江苏中意玻璃钢有限公司几年来实际运行表明,运行完全达到预定控制的要求,在进一步提高系统运行效率的同时,使台车车载操作人员具有良好的舒适度。

新型复合转子双定子同步电机的复合滑模控制

针对新型永磁/磁阻复合转子双定子低速大转矩同步电机矢量控制系统,对其单速度环PI速度调节器进行改进,根据内外电机电磁转矩解耦原理,设计该电机的单滑模速度控制器来测算内外电机所需转矩电流。此外,针对转矩电流计算存在误差的问题,设计负载扰动观测器进行反馈调节,可提高转矩电流的计算精度,从而得到更为精确的参考转矩电流,最后通过重新分配转矩电流实现内外电机的转矩解耦控制。通过仿真分析,验证了所提方法的可行性和有效性,可提高系统的动态响应速度和抗负载扰动能力。

水下超高速航行体双模态控制研究

水下航行体在高速运动时,其全部或大部分表面被空泡包裹。由于水动力和周围环境扰动使航行体尾部与空泡壁相互作用产生滑行力,滑行力的存在使系统具有较强的非线性并导致不稳定的航行状态。针对航行体纵向运动数学模型可以描述为无滑行力的线性模型和存在滑行力的非线性模型,设计了基于状态的切换控制策略并设计了双模态控制器,对于线性模型采用状态反馈控制,对于非线性模型采用基于微分几何的反馈线性化方法。仿真结果表明,基于状态切换的双模态控制器减小了滑行力,对于初始状态扰动具有鲁棒性。

有位置传感器无刷直流电机双模速度控制系统

针对大型航天器对控制力矩陀螺(CMG)电机的性能要求,在分析了现代自动调速系统所广泛采用的双闭环控制系统和选用稀土永磁无刷直流电机的基础上,提出了一种基于精密锁相环和电流环的电机双模速度控制系统设计方案。该方案成功实现了电机的高速高精度稳速控制;在电机转速达到20005r/min的情况下,稳速精度高达0.01%,同时又大大增强了控制系统的鲁棒性能。

双模复合控制感应电动机速度调节器的设计

将模糊控制和PID控制相结合的双模复合控制策略应用于感应电动机双闭环控制系统的速度调节器,着重介绍了双模复合控制器的设计原理和方法,并进行了仿真和实验验证。仿真和试验结果表明,该双模复合控制器兼具模糊控制和PID控制方法的优点,能明显改善感应电动机的控制性能,提高系统抗干扰能力,具有较强的鲁棒性。

基于高速串行通信接口的双模发送器设计

在通用高速串行通信接口电路设计中,高速发送器要向下兼容低速发送收器,常规方法将高速、低速发送器并行组合而成,面积大、功耗大、工作不稳定.本文基于八级主-预驱动器架构和分级"延时-开启"数据转换率控制方案,设计了一种兼容高、低速的双模发送器.电路前、后仿真基于Cadence的spectre软件,电路设计和流片基于TSMC的CMOS 0.25 um混合信号模型.基于USB2.0测试环境的仿真结果表明:发送器输出信号波形(幅值,上升、下降时间)完全遵从USB2.0的协议要求.

基于模糊-PI双模控制的两相伺服电动机速度控制系统

本文提出了一种两相伺服电动机模糊-PI双模速度控制系统的设计。其主要思想在输入信号之后,设置了一个带阈值E模态转换器,根据阈值E与电动机转速误差e的比较结果确定其模态:当电动机转速误差e大于阈值E时,运行其模糊控制器,以获得良好的动态性能,当电动机转速误差e小于阈值E时,运行其PI控制器,以获得良好的稳态性能。MATLAB/Simulink仿真结果表明,模糊-PI双模控制相比传统模糊控制和常规PID控制在两相伺服电动机速度控制中可以获得更好的动态性能和稳态性能,且具有很好的鲁棒性。

基于锁相环和双模速度双重控制的永磁无刷直流电机的研究

无刷直流电机系统具有转矩电流比高、转速高、动态性能好、可靠性高和易于控制等优点,在中小功率驱动场合应用广泛;但其缺点是转矩脉动大并易造成速度波动,目前普遍采用速度-电流双闭环PI控制。在无刷直流电机用于某些负载变化率大及大惯量的速度控制模式下时,可能因速度不稳带来震动、谐振、噪声等问题。研究讨论了一种基于锁相环和双模的速度控制法,利用锁相环加上速度环的方法,有效改善了传统速度电流PI调节器在无刷直流电机大惯量负载中存在的转速波动问题,在实际应用中具有良好的速度控制精度和稳定性。

双永磁同步电机滑模同步控制仿真研究

在大功率负载场合,采用双电机同步驱动可有效降低单台电机的重量、体积和成本,但由于负载扰动的影响,两电机经常会出现失同步现象。为提高双永磁同步电机驱动系统对于负载扰动的鲁棒性,提出一种交叉耦合控制与滑模控制相结合的转速同步控制策略。控制策略采用滑模速度跟踪控制器来提高电机的抗扰动性能,采用滑模速度同步控制器对两电机的电流环进行补偿来增强两电机之间的同步性。仿真结果表明,控制策略提高了系统对于负载扰动的鲁棒性和同步性,具有较好的动态和静态性能。

双馈风力发电系统最大功率追踪双模控制研究

针对两种应用于双馈风力发电系统机侧最大功率追踪控制的传统控制策略的特点,提出了一种双模控制方法。首先对直接速度控制方式(DSC)与间接速度控制方式(ISC)进行了分析,通过对比分析得到两种控制方式各自的优缺点。在此基础之上,采用双模控制的思想,通过设计切换规则,将DSC与ISC两种控制方式的优势进行了结合,并将这种双模控制方法应用于双馈风力发电系统机侧最大功率追踪控制中。仿真结果验证了双模控制方法可以将两种传统方法的优点进行结合,使控制性能得到提高。

双模速度控制系统的设计

在分析了现代自动调速系统所广泛采用的双闭环控制系统的基础上,提出一种基于精密锁相环和电流环的电机双模速度控制系统,该方案能够实现电机的高速高精度稳速控制。

直驱式波浪发电系统无源-滑模控制策略

针对不规则波输入激励工况下的直驱式波浪发电系统,提出一类无源-滑模控制策略。利用双线性幅度法计算不规则波浪主频,结合波能捕获策略得到期望跟踪曲线,设计无源控制器实时跟踪期望曲线;为削减外部扰动影响并提高系统稳定性,在保证系统无源下引入滑模控制策略。采用扩张状态观测器代替速度传感器,辨识动子速度。仿真结果表明:双线性幅度法能预估不规则波浪主频,扩张状态观测器观测到的速度误差小,所提控制方案能快速响应期望电流变化,准确跟踪期望曲线,鲁棒性强。

基于迭代滑模和扰动观测器的永磁同步电机转速控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)控制系统的转速跟踪精度和鲁棒性,抑制其周期性转矩脉动,提出了一种基于积分滑模控制和迭代学习方法的PMSM单环控制策略。控制器采用单环滑模控制策略替代了传统的转速-电流级联控制,简化了控制系统的结构,提高了系统动态响应,通过引入迭代学习控制有效抑制了因电流谐波而导致的转矩脉动,提高了转速稳态控制精度。此外,针对系统存在的外部负载扰动、模型和参数不确定性等,设计了双重扰动观测器估计系统扰动量,提高了系统的鲁棒性。最后,针对所提复合控制策略进行了试验验证。试验结果表明,所提出的控制方法具有良好的动态性能、抗干扰能力和稳态控制精度。

基于双模控制的单光子扫描成像技术

单光子扫描成像作为一种前沿技术,在空间目标探测、空中目标预警、空间量子通信、基于金刚石空穴的量子信息处理、光量子计算等领域有着广泛的应用前景.在单光子扫描成像系统设计中,扩展作用距离与提升扫描速度之间存在矛盾.针对该问题,本文开展了基于双模控制的单光子扫描成像技术的研究,并完成了实验验证.该系统采用了基于转台和快反镜双模控制的扫描方法,通过发射视场、接收视场、扫描轨迹和扫描速度间的精密配合,实现了对单光子扫描成像系统的作用距离和扫描速度的同时提升.相较于传统的单光子扫描成像技术,本方案在相同的作用距离下扫描速度更快,在相同扫描速度下作用距离更远,为各种应用场景下远距离目标的快速扫描需求提供可靠的技术手段,对单光子扫描成像技术的发展具有重要意义.

液力调速风电机组变速恒频双模控制

针对液力调速风电机组应用常规控制方法难以实现恒转速精确控制问题,提出了基于模糊PID控制的双模控制方法.根据液力调速系统的传动原理、设计参数和特性,建立了其动态数学模型,给出基于该传动方式的变速恒频(VSCF)控制方法.结合开环及闭环控制,设计了双模控制系统并给出了频率切换策略.以2MW风电机组为例,利用Matlab/Simulink对机组恒功率工况进行仿真分析.仿真结果表明:基于模糊PID控制的双模控制系统能够准确控制同步发电机恒转速,具有更高的控制精度.