DS-CDMA system outer loop power control and improvement for multi-service

When a new user accesses the CDMA system, the load will change drastically, and therefore, the advanced outer loop power control （OLPC） technology has to be adopted to enrich the target signal interference ratio （Silt） and improve the system performance. The existing problems about DS-CDMA outer loop power control for multi-service are introduced and the power control theoretical model is analyzed. System simulation is adopted on how to obtain the theoretical performance and parameter optimization of the power control algorithm. The OLPC algorithm is improved and the performance comparisons between the old algorithm and the improved algorithm are given. The results show good performance of the improved OLPC algorithm and prove the validity of the improved method for multi-service.

抑制采样白噪声干扰的PWM整流器无差拍控制

无差拍控制(DBC)是一种应用于整流器电流内环的预测控制,但该算法对系统参数敏感,当采样受到持续噪声干扰时波形畸变严重。为此,此处提出了一种基于DBC的白噪声抑制算法,实验结果表明,该算法在较大电感参数偏差下能保持稳定,在白噪声干扰下能够显著降低电流畸变率。

无人驾驶农机装备的模糊PI-LQR转向控制算法

无人驾驶农机装备转向系统处于小流量、小角度控制时会出现非线性和时滞,这会导致转向控制超调或者控制时滞,进而导致无法快速准确地跟踪到路径预瞄点。针对这个问题,本文提出了一种模糊比例积分-线性二次型调节器(PI-LQR)数据融合的内外环控制算法。该算法以模糊PI控制为内环,基于转角误差和转角误差变化率,通过模糊逻辑运算自适应调节PI参数,进行转向角度的闭环控制。以LQR控制为外环,基于农机装备XY-横摆角控制,融合内环的转角误差,进一步提升无人驾驶农机装备转向的精准控制。Carsim和Matlab/Simulink联合仿真表明:通过100 m长的双移线路径下,最大横向误差为0.18 m,最大横向摆角误差为0.067 rad。实车测试表明:通过100 m长的双移线路径下,最大横向误差0.26 m,相较于PID纯跟踪控制算法,最大横向误差减少了0.19 m。

复杂干扰下的管沟机器人内外环滑模自抗扰控制

管沟机器人是一种运行在排水管道,公路排水渠的欠驱动差分移动机器人,针对管沟机器人在实际环境中受到的复杂环境干扰,为了使管沟机器人具有更好的运动控制性能,提出了一种内外环的滑模自抗扰控制方法;首先对管沟受到的复杂环境干扰进行分析,将管沟机器人受到的复杂环境干扰解耦成横向和纵向干扰,建立出在干扰情况下的运动学模型;依据理想运动学模型建立出外环的滑模控制器,得出理想控制律,依据干扰运动学模型建立扩张状态观测器,观测出环境干扰数值,从而建立内环的滑模控制器,利用观测值修正外环的理想控制律;同时利用Lyapunov稳定性原理对系统进行分析,最后搭建了Matlab的Simulink模型进行仿真验证,最终证明了所提出的方法具有较强的鲁棒性和运动控制性能。

基于改进一阶LADRC光伏逆变器母线电压控制

两级式光伏逆变器的中间直流母线电压的稳定性是光伏逆变器良好的发电质量和长期运行的关键。光伏逆变器的发电功率易受到光照强度、温度等环境因素的影响,该功率波动会在直流母线电压上产生较大扰动。为了提升直流母线电压的抗扰性,改善逆变器的控制性能,提出了一种基于改进一阶线性自抗扰控制(LADRC)的光伏逆变器母线电压控制策略。采用改进一阶LADRC对逆变器双环控制中的电压外环控制器进行设计。在传统LADRC的线性扩张状态观测器的基础上,将状态变量表达式中系统控制量的分量去除,使得状态变量的观测误差方程中只含有与系统输入量相关的误差分量,减小了状态变量的观测误差。新增状态变量并引入前一控制周期的系统控制量,根据总和扰动表达式对总和扰动重新进行估计并补偿。在频域上对改进LADRC的控制性能进行分析,相较传统LADRC而言,改进LADRC的系统带宽增大,动态跟踪能力增强,在中低频段具有更小的扰动增益。仿真和试验表明改进LADRC具有更短的调节时间,系统动态性能具有较好的提升,直流母线电压的抗扰性增强。

中型无人直升机内环控制器的设计与实现

针对某中型无人直升机对内环控制的特殊需求,考虑模型参数不确定以及各种扰动对无人直升机控制的影响,设计一种基于线性自抗扰的内环控制系统,实现无人直升机控制系统对不确定扰动的抑制。介绍无人直升机动力学建模、稳定性分析、内环控制器设计与仿真验证的一整套设计流程。结果表明:所设计的内环控制器能够满足技术需求,有很好的抗扰效果,达到了预期的研究目标。

内嵌式永磁同步电机矢量控制系统弱磁控制研究

提高变桨电机的稳态和动态控制性能,保证在不同风况及母线电压跌落的情况下维持电机高速运行的稳定性尤其重要。分析了内嵌式永磁同步电机的模型及约束条件,结合永磁同步电机的应用特点,基于SVPWM的矢量控制与电压外环的双电流弱磁控制策略,设计了矢量控制和弱磁控制系统模型并进行了仿真。基于该控制系统模型搭建了实验平台,对不同直流母线电压下矢量控制与弱磁控制的性能进行了对比测试和分析,验证了模型设计的合理性,实现了扩速性能。目前,该控制系统已应用于风机变桨伺服控制系统,具有较高应用价值。

车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法

研究车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法,以获得更稳定的输出电压,满足车载电源需求。分析燃料电池输出特性,揭示燃料电池输出电压、电流关系,将其作为依据并结合汽车动力系统结构,设计二次型Boost变换器,在分析其主电路结构以及工作原理的前提下,提出基于输入电压前馈的全状态双环控制策略,电流内环控制通过比较实际输出电流和期望输出电流的差值调节开关操作,以完成负载变化时燃料电池输出电流控制;电压外环控制器根据输出电压和期望电压值之间的差异调整开关状态,实现对燃料电池输出电压控制。实验结果表明:该方法可实现直流变换器控制,控制后的输出电压波形稳定、电压纹波较小、超调量低、控制效率高。

“双环控制”视角下的公立医院高质量发展思考

公立医院是我国医疗服务体系的主体,是全面推进健康中国建设的重要力量。2021年6月,国务院办公厅发布《关于推动公立医院高质量发展的意见》,对公立医院高质量发展作出部署和要求,标志着公立医院进入了高质量发展的新阶段。各地各医院积极探索高质量发展的实践路径,推动公立医院高质量发展工作不断走深走实。文章基于“双环控制”理念,通过准确分析公立医院高质量发展过程中存在的“内外环”因素,并且思考公立医院应该如何利用好“双环”资源,能够更好地深入探讨促进公立医院高质量发展的思路与举措,助推公立医院高质量发展,为公立医院高质量发展提供理论依据。

基于感知哈希的能源数据安全访问控制方法研究

作为保证能源数据安全的重要步骤,访问控制过程易受数据差异性、不均衡性、冗余性等问题的干扰,导致安全访问控制时间增加、交互成功率下降以及计算开销增加。为了有效解决这一问题,提出基于感知哈希的能源数据安全访问控制方法。采用监督判别投影算法对能源数据做降维处理,以降低信息之间的冗余性。利用感知哈希算法,得到分布式存储数据。结合二元一次函数诱导算法,在分布式存储数据中生成密钥。通过内层加密与外层加密相结合的控制策略,实现数据授权访问的动态变化,完成能源数据的安全访问控制。试验结果表明,该方法的能源数据安全访问控制时间短、交互成功率高、计算开销小。该方法可为能源数据安全领域的进一步发展提供重要参考。

计及荷电状态的并联储能微电网孤岛运行策略

储能系统(BESS)为含波动性可再生能源(RES)、负荷扰动大的微网孤岛运行实现系统稳定提供了一种有效的方法。这里分析了并联型储能系统(P-BESS)的工作原理,根据电池系统工作特性并结合传统下垂控制,提出了基于电池荷电状态(SOC)的负荷分配功率外环控制策略,同时,考虑到下垂控制存在固有静态误差、中低压电网线路阻抗不完全为纯感性等因素,提出了含线性补偿环的电压幅值-频率内环控制策略。仿真和实验结果表明,在不同带载情况下,该系统不仅能维持系统电压幅值和频率稳定、且能有效地分配负荷功率,进而提高电池均衡管理能力。

基于滑模控制的直驱风电场次同步振荡抑制策略

当直驱风电场(DDWF)并入弱交流系统中发生次同步振荡(SSO)时,网侧变流器(GSC)电流内环的PI控制器会放大DDWF并网电流中所含的次同步电流分量,进而形成由交流系统、GSC及其控制系统构成的次同步电流助增正反馈回路,最终导致系统SSO失稳。针对这一问题,该文提出一种基于GSC电流内环滑模控制(SMC)的直驱风电场SSO抑制策略。首先,建立DDWF并入弱交流系统的动态模型,推导由PI控制器主导的DDWF并入弱交流系统SSO的形成机理。然后,为了切断系统的次同步电流助增正反馈回路,设计基于指数趋近律的SMC控制器,并以SMC控制器替换原GSC电流内环中的PI控制器,通过理论推导证明GSC电流内环SMC控制器能有效抑制系统SSO。最后,在PSCAD/EMTDC中,以DDWF并入弱交流系统作为算例,验证所提SSO抑制策略的有效性。

一种快速响应的新型Vienna整流器控制方法

首先介绍Vienna整流器在三相静止坐标系和d,q坐标系下的数学模型,分析了Vienna整流器在d,q坐标系下的能量交换关系。针对传统电压外环存在的问题,提出了一种将电容储能作为反馈变量,并将负载功率进行前馈的外环控制方式。为了降低系统成本,提出了一种无电流传感器的负载功率估计算法,并介绍一种改进的遗忘迭代滤波对估算的负载功率进行滤波。此外,针对电容充电功率的物理特性对外环的参数设计进行了说明。最后,搭建了Vienna整流器的实验平台,实验结果验证了所提方法的优越性和可行性。

非理想条件下基于MMC的电力电子变压器的无源滑模控制策略

基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的电力电子变压器(powerelectronictransformers,PET)在输配电过程中发生扰动时,采用传统的PI控制、无源控制等已经难以保证系统的可靠性以及良好的动态响应能力。为了改善非理想条件下系统的可靠性和动态响应,提出基于MMC-PET的无源滑模控制(passivity-basedcontrol–sliding-modecontrol,PBC-SMC)策略。首先,将基于MMC的欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)模型的无源控制器应用到内环电流控制,再引入滑模控制(sliding-mode control,SMC),可有效解决无源控制过于依赖系统参数的问题,使得控制系统具有更强的抗干扰能力和更快的响应速度;然后,通过移相均压控制来稳定中间隔离级的输出直流电压,并设计输出级逆变器的无源控制器;最后,搭建MMC-PET仿真系统进行实验验证,结果表明在非理想条件下MMC-PET采用PBC-SMC控制方法的有效性和优越性。

多端柔性直流系统的直流电压控制策略研究

直流电压是衡量真双极多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统安全稳定运行的重要指标。针对传统换流站直流电压下垂系数固定而未考虑实际运行工况导致的直流电压偏差较大这一问题,文中以传统直流电压下垂控制为基础,提出一种考虑功率裕度与电压运行参考点的自适应直流电压下垂控制方法。通过构建功率裕度系数HP来实现下垂系数的实时变化;通过分析HP大小对下垂控制的影响,引入直流电压影响权重μ调整下垂控制参考电压运行工作点,保障HP过小时直流电压偏差不越限。基于PSCAD/EMTDC搭建大规模新能源接入的四端真双极VSC-MTDC系统,在稳态、风电场功率波动、换流器单极闭锁运行工况下进行仿真,验证直流电压的稳定性和功率分配的合理性。文中研究可为进一步提高真双极VSC-MTDC系统控制的安全稳定运行提供参考。

基于改进功率控制环的VSG优化控制方法

由于微网中分布式电源无法像同步发电机(SG)一样为系统提供惯性及阻尼,导致系统出现低惯量和弱阻尼特征。通过虚拟同步机(VSG)控制方法可使并网逆变器具有SG的调频调压特性。因此,提出一种基于改进功率控制环的虚拟同步机优化控制方法。首先,建立了含VSG的微网系统结构模型,设计了VSG的功率外环控制方案。然后,在有功环设计超前滞后环节,用于解决传统VSG的惯量阻尼控制不能兼顾系统的动态响应速度和静态控制精度的矛盾;在无功环设计修正环节,用于补偿传统VSG控制中功率耦合对无功功率响应速度的影响,以提高无功功率的动态响应速度,抑制有功功率及无功功率振荡。最后,在MATLAB中建立了微网仿真模型并进行验证,证明了所提控制方法的有效性。

弱电网下电压源型逆变器多机系统交互影响及失稳机理研究

在高比例可再生能源并网的背景下,新型电力系统的建设和安全高效运行与大规模并网逆变器的动态特性密切相关。目前针对电压源型逆变器并网系统的研究大多将多机系统视为单机系统展开分析,实际上,电压源型逆变器多机间存在着交互作用且不容忽视,因此该文对多机系统展开了研究。该文从外环控制的角度出发,建立了电压源型逆变器单、双机系统小信号模型,采用特征值分析、参与因子理论和电磁暂态仿真分析相结合的方式,对比分析了定功率因数控制、混合控制策略、交流侧恒定电压控制3种不同外环控制策略对双机系统的影响,揭示了定功率因数控制的失稳机理。研究的结果和结论表明:电压源型逆变器多机系统采用混合控制策略并网更有利于功率向外输送;交流侧恒定电压控制方式的响应速度主要受到有功控制环节积分增益的影响;定功率因数控制受限于无功调节能力不足和控制环节的延时,在弱电网下稳定性较差。

电网不对称故障下VSC-HVDC控制策略研究

针对电压源型换流器的直流输电系统(VSC-HVDC)交流侧发生单相接地故障这一现象,通过d-q坐标变换推导了VSC-HVDC暂态正负序数学模型。针对电网正序分量在负序同步旋转坐标系(SRF)中表现为二倍频分量,与负序分量在正序SRF中表现为二倍频分量这一情况,提出基于积分方法,通过线性组合来进行消除。控制策略为外环采用抑制负序电流控制策略和抑制直流电压波动控制策略,内环则是基于反步法的双序SRF的双电流内环控制策略。这样不仅可以对正负序分量进行独立控制,而且可以对不对称故障产生的影响进行二次消除。在Matlab/Simulink环境下,对VSC-HVDC系统受端发生单相接地故障进行实验,结果表明所提控制策略的有效性。

新疆地区高大平房仓小麦度夏期间内环流控温保水试验

根据新疆地区气候特点及储粮情况,针对度夏期间使用内环流技术易造成粮食水分丢失等问题,通过在储存小麦的高大平房仓内安装湿度控制系统,形成粮食度夏期间“控温+控湿”相结合的储粮新模式,重点解决了表层粮食极度干燥的问题。试验结果表明,运用内环流控温技术与仓间湿度控制技术相结合的储粮措施,既能确保储粮安全度夏,又可实现保水减损的目的。

基于ARM处理器的四旋翼无人机自主控制系统研究

为实现四旋翼无人机的自主飞行控制,设计并搭建了四旋翼无人机的硬件飞行控制平台.该平台采用自行组装的四旋翼飞行器作为本体,航向姿态参考系统(AHRS)MTi-G单元作为主要机载传感器,ARM嵌入式系统芯片作为主控制器,AVR单片机作为超控单元.基于四旋翼无人机的非线性动态模型,采用内外环结构的PD控制算法,构造了无人机的位置与姿态跟踪控制器.实现了四旋翼无人机滚转角、俯仰角和水平纵向、横向位置共四个自由度的自动控制.实验结果表明,本文提出的机载控制系统设计取得了较好的飞行控制效果.