基于三自由度动态内模解耦的PMSM弱磁控制

针对水下航行器推进系统中永磁同步电机(PMSM)在弱磁区电动工况下动态性能不理想的问题,依据PMSM弱磁理论,研究了交直轴电流调节器对弱磁控制动态性能的影响,提出基于三自由度动态内模解耦的PMSM弱磁控制策略。考虑到传统内模解耦无法同时兼顾解耦效果、响应速度及稳态误差,引入电流调节因子,对解耦控制器进行改进。在此基础上,针对输出转矩发生阶跃时交轴电流调节方向与系统期望方向相反的问题,在电流调节因子中加入交轴电流信息,结合模糊控制器,实时对电流调节因子进行优化。仿真和试验结果表明,该策略综合解决了弱磁区电动工况下交轴电流调节器调节不利和电流耦合严重的问题,改善了PMSM的动态性能,同时具有抗饱和、电流解耦及弱磁控制的三重功能。

同步电动机三自由度内模动态解耦控制

为了解决矢量控制只能实现电机转矩与磁链的静态解耦,不能实现两者的动态解耦的问题,探讨了多自由度内模解耦方案。由于一自由度内模解耦,当电机参数非同步变化时,电机定子电压方程仍存在耦合现象;而二自由度内模解耦,耦合程度虽有所减少,但动态解耦仍不完全;提出了三自由度内模解耦控制方案。该方案中通过前馈控制器、内模控制器、反馈滤波器的设计,从而实现动态全解耦。通过同步电动机内模解耦控制的仿真与实验结果证明了三自由度内模解耦控制方案能够实现动态完全解耦。

基于三自由度内模解耦控制的VSC-MTDC性能分析

为了解决一般解耦控制器参数整定比较复杂、解耦效果不理想的问题,探讨了用于VSC-MTDC系统的多自由度内模解耦控制方法。一自由度和三自由度内模控制可以实现有功、无功功率的解耦控制,但一自由度内模解耦控制只用一个内模控制器调节系统的跟随性、鲁棒性和抗干扰性,使系统的解耦效果和动态性能受到限制。针对其不足,文中提出一种用于柔性直流输电系统的三自由度内模解耦控制方法,其反馈控制器用于调节系统的鲁棒性、前馈控制器用于调节系统的抗干扰性、给定的内模控制器用于调节系统的跟随性能。在PSCAD/EMTDC中搭建了一个三端的直流输电系统,进行仿真验证。结果表明,三自由度较一自由度内模解耦控制具有更好的跟随性、鲁棒性和抗干扰性。

改进内模解耦控制在磨矿分级过程中的应用

针对磨矿分级过程的多变量、强耦合、大时滞等特性,提出了改进的V规范型三自由度内模解耦控制方法。通过引入滤波器,构成三自由度内模结构,使系统设定值响应与干扰响应分离;同时,引入双口控制,提高系统抑制模型误差和外部扰动的能力,以ITAE和鲁棒性能相结合的综合性能指标作为整定滤波器参数的目标函数,提出利用混沌、局部增强算子改进的人群搜索算法优化滤波器的参数。仿真结果表明,在摄动系统下,与其他控制方法进行比较,改进的V规范型三自由度内模解耦控制方法使得磨矿分级系统具有较好的解耦性和鲁棒性。