Application of Single Neuron Adaptive PID Regulators with Auto-tuning Gain in Industrial Parameter(Pressure)Closed-loop Process Control Systems

A type of single neuron adaptive PID regulator with auto-tuning gain is proposed and applied to the work control of fans, waterpumps and air-pressers etc. in Handan Iron & Steel Compel China. The robusthess of induStrial parameter closed-loop process controlsystems is improved, and the work quality of the systems bettered.

单相级联H桥整流器平方电压反馈控制算法

以单相级联H桥整流器为研究对象,对其控制策略进行了研究。首先在采用双闭环控制策略的基础上,构建了dq前馈解耦模型,并通过二阶广义积分算法改善了虚拟交流分量对系统的影响,实现了网侧电流对电压相位、频率的快速精确追踪。其次,对传统电压平衡控制算法进行了改进,通过对功率平衡关系的定义,将输出电压平方作为控制信号,增强了系统自适应能力,提高了系统在投切载时的动态性能。最后,基于MATLAB/Simulink软件进行仿真,验证了所提策略的正确性和有效性。

单相级联H桥整流器电压平衡与纹波抑制策略研究

对传统单相级联H桥整流器主电路加以改进,增加了功率解耦桥臂,建立了数学模型,并对电压平衡和纹波抑制策略进行了研究。首先,整体回路采用双闭环控制,通过二阶广义积分方法优化了基波信号的提取方案;其次,对系统功率平衡关系进行推导,建立网侧电流和电容电压平方的一次关系模型,并引入可变比例环节,有效提升系统抵御参数变化的鲁棒性;然后,采用独立式Buck型有源功率解耦控制策略,通过运算实时分配解耦桥臂开关管占空比,设计自适应选频器分离二次纹波信号,实现对直流母线二次纹波电压脉动的抑制。最后,基于Matlab/Simulink软件进行试验验证,所提方法能够有效地解决电压平衡和二次纹波功率抑制问题。

单闭环与去磁控制相协调的DFIG高电压穿越控制策略研究

双馈感应风力发电机(DFIG)高电压穿越(HVRT)过程中,传统的网侧换流器(GSC)双闭环控制中,不仅外环对DC-link电压振荡反应有延时,且对内环的补偿也有一定的滞后效应;此外,传统的转子侧换流器(RSC)控制对其容量利用率较低,在HVRT时,存在向转子注入无功不足等问题。针对上述情况,本文提出一种单闭环控制与去磁控制相协调的HVRT控制方案。仿真结果表明,GSC单闭环与RSC去磁相协调的HVRT控制策略,不仅有效抑制了HVRT过程中DC-link电压的波动,克服了传统控制的弊端,而且在保证功率平衡及RSC容量完全利用的状态下向转子侧注入了无功,提高了RSC利用率,成功实现DFIG的故障穿越。

单片机稳恒控制半导体激光器功率研究

为了提高半导体激光器的整体性能,需要对其功率稳定性控制方法展开研究,提出一种利用单片机实现半导体激光器功率稳恒控制的方法,该方法设计了定功率闭环控制电路和定电压开环控制电路,在半导体激光器运行过程中利用上述电路实现闭、开环控制,通过脉冲电源控制半导体激光器中的脉冲电流,在此基础上利用ATmega16单片机调整电路电流,划分半导体激光器的输出功率区域,在不同区域中利用PID控制器展开功率稳恒控制。实验结果表明,所提方法的激光功率稳定度高、抗干扰性强、功率控制效果好。

单相级联H桥整流器电压平衡控制策略

以无工频变压器牵引传动系统前端的单相级联H桥整流器(CHBR)为研究对象,构建了其数学模型,在电压电流双闭环控制策略的基础上,引入无锁相环技术,改进瞬态电流控制策略。实现了系统发生扰动时,网侧电流对电压相位频率的快速精确追踪。进一步地,对传统附加平衡电压控制策略加以改进,增加模糊控制技术,解决了CHBR在非理想电网或负载大范围投切载时,存在的直流侧各级电容电压不平衡、压差大等问题。最后,利用MATLAB/Simulink进行仿真,对所提策略在CHBR运行时的快速响应和抗干扰能力进行了验证。

永磁同步电机驱动系统的单闭环预测控制研究

广泛应用于永磁同步电机驱动系统的双闭环级PI控制容易出现转速超调和电流畸变,系统的动态控制性能下降,由此引入永磁同步电机驱动系统的单闭环控制结构,对转速和电流同步采样,提高系统的动态性能。使用微分代数法估计系统各种扰动,提高系统的抗干扰性能。同时,在满足系统运行的电压和电流约束条件下,使用预测控制推导出系统控制律,简化永磁同步电机驱动系统的控制结构,便于控制器设计和实际实施。最后,仿真分析证实了所提出控制方法的合理性和可行性。

LC滤波电压源型逆变器闭环控制策略综合对比与设计

从控制器所在坐标系、控制器结构、控制器设计3个方面详细分析和比较了LC滤波电压源型逆变器(VSI)不同闭环控制策略之间的区别与联系,指出了单独采用谐振控制器在无输出电压解耦的情况下能得到较好的控制效果,但在有解耦时会引起系统发散。同时,讨论了单电压环控制与双闭环控制的区别。最后,针对不间断电源带电机负载的应用场合进行了VSI控制器设计。实验结果表明,使用文中的设计方法与结论,能够加快控制器的设计过程,并且得到较满意的控制效果。

小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制

针对小功率单相并网逆变器传统网压前馈的PI(比例积分)控制器在跟踪正弦电流指令时存在稳态误差和抗干扰能力差等方面缺陷,文中给出了一种PR(Proportional-resonant比例谐振)控制器,并在稳定性、稳态误差和抗干扰性能上比较了PI和PR两种控制器.最后,搭建了仿真和实验平台,对理论分析结果进行验证.结果表明PR控制器在单相并网电流控制更具有优越性.

LCL滤波器的单相光伏并网控制策略

单相光伏并网发电系统采用LCL滤波器有利于抑制高频开关谐波电流进入电网,但是LCL滤波器增加了系统的阶数,增大了系统稳定性的设计难度。直流侧电压外环、网侧电流内环的双环控制策略适用于采用L或者LC滤波器的单相光伏并网发电系统,但不利于基于LCL滤波器系统的稳定性。提出一种电压环、功率环和电容电流环的并网控制策略,电压环稳定并网逆变器直流侧电容两端的电压,功率环调节光伏并网发电的功率因数,功率环和电容电流环共同提高系统的稳定性和抑制LCL滤波器引起的谐振尖峰。推导了系统的闭环传递函数,分析了控制参数对系统闭环极点分布和稳定性的影响。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性。

LCL滤波并网逆变器逆变侧电流多次采样的单闭环控制策略

针对LCL滤波并网逆变器,研究了基于多次采样的电流单闭环控制方案。在不改变开关频率的条件下,一个开关周期内进行多次采样并更新调制信号,有效减小数字控制延时,提高了系统控制带宽和稳定裕度。定量分析了多次采样数字控制延时特性,并分析了多次采样条件下LCL滤波并网逆变器的控制性能。与常规有源阻尼多环结构相比,该方案采用电流单环控制即可实现系统稳定,无需增加传感器,从而简化了控制结构。最后通过实验验证了该方案的有效性。

直流电机PWM闭环调速系统

推出一种使用单片机的 PWM直流电机闭环调速系统。本系统结构简单 ,价格低廉 。

基于参数闭环控制的配电网柔性接地消弧方法

针对配电网小电流接地系统在发生单相接地故障之后故障点残余电流无法实现全补偿从而影响消弧性能的问题,在中性点柔性接地的技术基础上提出了基于零序导纳参数闭环控制的有源消弧方法。分析了开环电流补偿指令将受到参数测量误差的影响,理论推导了柔性接地系统故障前后零序导纳参数的变化规律,并以此作为参数闭环控制的依据,通过参数闭环控制策略提高了故障点电流补偿的准确性。在考虑高斯白噪声(50 dB)干扰的仿真算例中,采用参数闭环控制的结果(接地电流为0.25 A)优于参数开环控制的结果(接地电流为1.35 A);在金属性接地的仿真算例中,采用参数闭环控制的结果(接地电流为0.38 A)优于电压闭环控制的结果(接地电流为4.51 A)。仿真与实验结果表明了所提方法能够准确补偿故障点接地电流的有功分量和无功分量,降低了系统对零序互感器测量精度的要求,且适用于不同接地过渡电阻的故障情况,实现了接地故障的快速处理与可靠消弧。

级联型SVG双闭环控制稳定性分析

介绍了单相级联型静止无功发生器(static var generator,SVG)的原理与控制系统结构,采用光纤隔离检测技术进行级联单元直流侧电压的测量。考虑光纤隔离检测延时,建立了基于瞬时能量平衡的直流侧电压外环控制数学模型,得到了基于比例积分(proportional integral,PI)控制的传递函数,并进行了电压外环稳定性分析;建立了基于比例(proportional,P)控制的电流内环离散控制模型,分析得到其在离散域内稳定控制的充要条件。样机实验结果验证了所提稳定性分析方法的正确性。

基于C8051的无刷直流电机控制系统

论述了基于C8051的直流无刷电机控制系统设计,实现了速度、电流的双闭环控制。给出了MOSFET驱动器的电路图,分析了将霍尔传感器检测到的位置信号和经采样电阻输入的电流信号,通过适当的PI算法,以PWM输出脉宽为控制变量,调节逆变桥MOSFET的导通比来实现速度电流双闭环的方案。经一对48 V/400 W无刷直流样机实验证明,系统运行稳定、处理速度快,成本低。

模糊控制算法在喷油泵试验台电机调速系统中的应用

简述了喷油泵试验台的基本结构和工作原理 ,分析了模糊控制系统的基本设计。利用公式法与查表法相结合的方法 ,采用89C5 2单片机实现了二维模糊控制器。介绍了闭环调速模糊控制算法的软件实现思想。经现场调试和运行 。

压电驱动型微纳米压痕测试装置的设计与试验研究

集成压电叠堆和柔性铰链设计一种微纳米压痕测试装置,分析测试装置的原理、组成和工作过程。该装置在压入方向上可实现0.05～30μm范围内线性位移输出,在无隔振和未做恒温处理的试验环境,位移传感器示数波动小于10 nm。提出一种新的机架柔度测试方法,利用该方法得到测试装置的机架柔度值为4.8 nm/mN。熔融石英材料压痕试验结果验证测试装置和机架柔度获取方法的可行性。对测试装置进行校准,利用校准后的测试装置对单晶硅片(100)晶面进行压痕试验,对应于最大压入载荷49.60 mN,当压入载荷卸载至18 mN时压痕曲线出现典型的pop-out现象,说明测试装置对于材料结构的细微变化具有较高的分析能力。根据Oliver-Pharr相关理论,计算得到单晶硅片(100)晶面在最大压入载荷为49.60 mN时的硬度为16.29 GPa,弹性模量为181.63 GPa。

双向全桥DC-DC变换器单移相闭环控制研究

针对基于传统单移相控制的双向全桥DC-DC变换器存在效率低的问题,提出了一种基于单移相闭环控制的双向全桥DC-DC变换器设计方案;分析了双向全桥DC-DC变换器稳态特性,详细介绍了基于单移相闭环控制的双向全桥DC-DC变换器的建模实现。仿真与实验结果表明,基于单移相闭环控制的双向全桥DC-DC变换器效率高、损耗小。

中小型风力发电系统单相并网逆变器控制策略研究

介绍了适用于中小型风力发电系统并网的单相逆变器主电路拓扑及其典型控制策略;针对传统PI控制器和新型PR控制器进行了详细的理论分析和比较。利用Matlab/Simulink搭建了风力发电系统单相并网逆变器仿真模型,分别对PI控制器和准PR控制器进行了仿真研究。仿真结果显示,新型准PR控制器具有更好的稳态特性、跟踪特性和更强的抗电网扰动能力。该控制策略对于中小型风力发电系统并网逆变器的实际应用具有重要意义。

电气化铁路用单相链式STATCOM控制策略

为了研究单相链式STATCOM(static synchronous compensator)对电气化铁路电能质量问题的治理情况,在建立单相链式静止同步补偿器的数学模型基础上,得出单相链式结构中链节悬浮电容的充放电规律,从而提出一种基于占空比调节的悬浮电容电压平衡控制策略。针对单相链式STATCOM的电流控制问题,基于内模原理,采用准PR调节器对交流正弦电流信号进行跟踪,最后结合悬浮电容电压平衡控制策略及电流控制方法,给出了链式STATCOM的电压外环,电流内环的双闭环整体控制策略,并在6MVA STATCOM仿真模型上进行了仿真研究。同时,构建了基于DSP+FPGA的STATCOM原理样机,并进行了相关实验。仿真及实验结果验证了所提控制策略的有效性及可行性。