周期扰动异宿环系统的二阶Melnikov积分

为了判别系统在一阶Melnikov积分退化情形下的混沌动力学,通过计算二阶Melnikov积分,判定了Duffing方程在周期扰动下具有混沌动力学,并得到正值Lyapunov指数和相应的分岔图.

采用双二阶广义积分器锁相环的MMC多谐波线性化阻抗建模与分析

与传统单同步坐标系锁相环相比,双二阶广义积分器锁相环(dual ge neralized integrator phase-locked loop,D SOGIPLL)能够在三相电压不平衡、畸变和谐波复杂情况下快速、准确锁相。然而,目前鲜有关于采用DSOGI-PLL的模块化多电平换流器(modular multilevel converters,MMC)阻抗模型。基于多谐波线性化法建立了采用DSOGI-PLL的MMC阻抗模型,并验证了所建立模型的准确性。基于此模型,分析了控制参数对MMC阻抗特性的影响,并对比分析了接入不同强度电网时的系统稳定性。结果表明,与传统锁相环相比,DSOGI-PLL特有的阻尼系数会对MMC阻抗特性产生影响,阻尼系数的减小有利于提高系统稳定性,在其他控制器参数变化或电网强度变化导致并网MMC不稳定时,可通过减小阻尼系数使系统达到稳定状态。

改进二阶广义积分磁链观测器的PMSM无位置传感器控制

基于磁链观测器的永磁同步电机无位置传感器控制时,准确估算磁链至关重要。常规一阶纯积分器和传统低通滤波器估算磁链存在直流偏移,并且低通滤波器还带来了磁链相位偏移和幅值衰减。有人将二阶广义积分器运用到磁链观测器中衰减估算磁链的直流偏移现象,但是衰减能力有限。基于上述情况,在传统二阶广义积分器的基础上提出一种改进的二阶广义积分磁链观测器。理论分析表明,该观测器估算磁链能完全消除直流偏移,提高了磁链估算精度。最后,在MATLAB/Simulink仿真软件系统中搭建了永磁同步电机的矢量控制模型以及在ACM32F403CET7微控制器的永磁同步电机驱动平台上进行实验测试,验证了该控制方法的有效性。

基于负二阶广义积分正交信号发生器反馈并网电流有源阻尼方法研究

LCL滤波器反馈状态变量实现有源阻尼需要高精度传感器才能具有较好的灵活性和鲁棒性,基于此,提出负二阶广义积分正交信号发生器反馈并网电流的有源阻尼方法,在抑制谐振尖峰的同时,也减少网侧电压背景谐波对并网电流的影响,同时减少传感器的个数,增加系统可靠性。采用极点配置法,围绕系统的稳定裕度设计负二阶广义积分正交信号发生器参数,探讨在该有源阻尼控制系统下LCL参数和电网阻抗变化时系统的鲁棒性。仿真结果表明,所提策略在各方面均有更好效果。

改进的广义二阶积分器的高频脉振方波电压注入PMSM无传感器控制

针对传统高频脉振方波电压注入算法的永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中,使用多个滤波器来提取电流环反馈电流与高频响应电流,从而获取转子位置信息造成的系统延迟以及估计误差较大的问题,提出一种基于广义二阶积分器的无传感器控制策略。首先,与其他利用广义二阶积分器自身特性只提取高频方波响应电流检测转子位置方法不同的是,所提方法先在电流环双环控制中用广义二阶积分器对反馈基频电流信号进行提取;其次,在此控制系统的基础上,转速环用广义二阶积分器对包含电机转子位置信息的高频响应电流信号进行提取,并重新对广义二阶积分器进行了设计,在其结构上加入了高阶巴特沃斯滤波器,提高了抗谐波的衰减能力,改善了其动态性能。最后,在Simulink搭建了仿真模型并进行验证。实验结果表明,该方法相比于传统方法具有更好的动态性能和抗干扰能力。

两相静止坐标系下基于改进型双二阶广义积分器的锁相环控制策略

由于分布式新能源和多样化负荷广泛接入电网,传统基于单同步旋转坐标系的锁相环(SRF-PLL)结构在复杂工况下无法准确地跟踪电网相位、频率等参数,因此本文提出一种在两相静止坐标系下基于改进型双二阶广义积分器(DSOGI)的锁相环控制策略。首先,采用级联谐振滤波器处理低频段奇次谐波,在二阶广义积分正交信号发生器(SOGI-QSG)的基础上添加直流偏置滤除支路,在消除直流扰动、实现正负序电压解耦分离的同时,优化对高频段谐波的抑制;然后,构建αβ锁相环(PLL)结构,基于小信号控制模型优化动态响应性能,提高锁相精度;最后,通过Matlab/Simulink仿真对比,证明了改进型锁相环控制策略的有效性。

改进型双二阶广义积分器-锁频环优化设计

针对电网非理想条件下的同步信号检测问题,在分析了传统二阶广义积分器模型在直流分量和高次谐波条件下动态性能的基础上,提出了一种改进型双二阶广义积分器及锁频环控制结构,对其动态性能给出了理论分析,并提出了改进型三相二阶广义积分器及锁频环控制模型。仿真实验结果表明:与传统控制结构相比,改进型控制模型相比传统模型在特征次谐波、直流分量和间谐波扰动下性能分别提升了94.48%、85.17%和89.73%。

基于扰动观测器和改进自适应二阶快速终端滑模的PMLSM伺服系统控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其次,在二阶滑模面的基础上引入条件积分项,该项仅作用于边界层内部,能够有效避免滑模到达阶段由于积分饱和现象导致的超调量过大及响应时间过慢的问题。此外,设计自适应切换控制律,使切换增益在合理的区间内,并根据系统状态进行实时更新,从而削弱抖振现象。最后,为进一步提升系统的鲁棒性,采用扰动观测器对PMLSM系统的集总不确定性进行补偿。经实验验证,该控制方法具有良好的位置跟踪精度和强鲁棒性,且对系统抖振现象有明显削弱作用。

基于复数陷波器的改进双二阶广义积分锁相环

基于单同步旋转坐标系锁相环能够快速准确地获取理想电网同步信息,然而当电网电压出现不平衡、含有直流及谐波等状况下,获取的同步信息存在较大误差,针对这一问题,提出了一种基于复数陷波器的改进双二阶广义积分器的新型锁相环。在二阶广义积分器的基础上,通过在误差通道中级联复数陷波器来消除直流分量及干扰程度较大的特定次谐波并完成正负序分离,结合锁相环获取电网同步信息。仿真结果表明,设计的新型锁相环能够有效、快速准确地提取频率和相位等信息。

基于自适应二阶广义积分器的PMSM无传感器控制

为抑制基于传统高频脉振电压注入算法的永磁同步电机无传感器控制系统中由于滤波器的叠加使用导致的滤波延迟及观测精度较低等问题,提出一种自适应广义二阶积分器(adaptive second-order generalized intergrator, ASOGI),将转速引入特征频率及比例系数中,动态调整系统带宽及选频性能,并将其分别应用于高频响应电流的提取及二倍高频分量滤波,取代带通滤波器(band-pass filter, BPF)和低通滤波器(low-pass filter, LPF),此外,提出一种改进锁相环(phase-locked loop, PLL)算法,基于SOGI提取谐波幅值并消除观测环中注入电压幅频及电机参数的影响。最后运用MATLAB/Simulink进行仿真实验,其中在转速转矩突变时的转速及转矩脉动分别降低了50%和60%,表明了该方法可有效改善系统动态响应及观测精度。

基于积分滑模观测器的直线振荡电机谐振频率跟踪控制

现有直线振荡电机(LOM)无位置传感器谐振频率跟踪控制方法存在行程观测精度低、抗干扰能力差等问题,容易导致谐振频率跟踪精度低、频率振荡严重。为提高谐振频率跟踪控制性能,该文研究了一种基于积分滑模观测器(ISMO)的新型谐振频率跟踪控制方法。首先,基于LOM工作在系统谐振频率点时行程-电流相位差为90°的特点,提出一种双互相关函数比值方法,消除了行程变化对谐振频率跟踪控制的影响。其次,采用积分滑模面及新型趋近律设计ISMO,并利用二阶广义积分器获取行程估算信号,大大提高了行程估算精度。最后,对比实验结果表明,所提方法能够有效提高谐振频率跟踪精度、稳定时间及抗干扰能力。

基于二阶广义积分器的馈电检测传感器设计

馈电检测装置在保证煤矿井下瓦斯超限闭锁功能中起着至关重要的作用,如何有效的解决外界干扰造成的馈电检测误判断问题仍是当前难点。针对以上问题,设计了一种基于二阶广义积分器(SOGI, second order generalized integrator)数字化处理模型的馈电检测传感器;通过对感应耦合出的微弱信号进行硬件滤波放大和软件滤波处理分析,得到三相电中两两火线间的相角差,并判断该相角差是否在设定的阈值范围内,以此判断馈电状态的有无。现场实际的运行情况表明:改进后的馈电检测传感器在干扰信号较强的场所使用后馈电检测准确率有了较大的提升,能够满足现场数字化智能化的需求。

基于双输入式改进型二阶广义积分器的频率检测优化方法研究

针对复杂电网下分布式电源并网点电压易出现扰动、不平衡等非理想工况,对频率信息的准确检测产生不利影响的问题,利用改进型二阶广义积分器工作原理,提出基于双输入式改进型二阶广义积分原理构造的频率检测器,在频率扰动、电压三相幅值不平衡、直流分量偏移等复杂工况下,实现对频率信息的准确检测。仿真试验结果表明,所提方法在频率扰动、幅值不平衡、直流偏移工况下频率检测值超调量更小,且不会出现检测值振荡的情况,验证了其在频率检测动态性能方面的有效性和准确性。

具有积分因子的平面多项式系统的极限环个数

应用Melnikov函数法,研究一类具有积分因子的平面多项式系统在2次多项式扰动下极限环的最大个数问题.推导系统的一阶Melnikov函数的表达式,得到系统的一阶Melnikov函数恒为0;然后探讨系统的二阶Melnikov函数,得出该系统最多有5个极限环(计重数).该研究结果对于一般具有积分因子的多项式系统的极限环个数研究有一定应用价值.

非线性二阶变系数微分方程的三点边值问题

研究了非线性二阶变系数微分方程的三点边值问题.首先,对非线性二阶变系数微分方程多次积分得到与之等价的Fredholm-Hammerstein积分方程;其次,利用分段泰勒级数得到Fredholm-Hammerstein积分方程的数值解;最后,通过具体算例验证此方法的可行性与有效性,并给出相应的误差估计.

基于二阶广义积分的变流器电网同步法

在电网侧三相不平衡条件下发生电压跌落和频率波动时,为保持控制系统中变流器正常工作和实现风机的低电压穿越,现使用基于二阶广义积分的方法对上述两种电网不平衡故障条件下的正序电压和相位进行快速精确的检测。此电网同步检测系统主要由三个基本功能块组成:1)正交信号发生器(QSG);2)正序分量计算模块;3)锁相环(PLL)。利用基于双二阶广义积分的方法搭建了QSG模块,为此,这个电网同步检测系统命名为SOGI-PLL。通过在PSIM软件中搭建仿真模型对基于该方法的PLL进行了验证,结果表明:对于两种电网不平衡故障条件下的正序电压分量及相位,系统能较快地检测出正序分量和相位信息,故障响应时间控制在毫秒级别;且实现了频率自适应检测,跟踪误差小于2%。

二阶广义积分器的三种改进结构及其锁相环应用对比分析

二阶广义积分器(SOGI)可以提取三相电网电压信号中的基波正序分量,通过锁相得到精确的电网相位信息。而SOGI本身存在对输入信号频率依赖性强的缺陷,为此提出三种改进型SOGI。对三种改进型SOGI进行详细的对比分析,并将其应用到锁相环(PLL)中。之后将三种改进型SOGI-PLL分别在电网电压不平衡、含有直流分量和含有高次谐波的情况下进行对比实验,可以证明改进Ⅲ型SOGI-PLL具有更好的电网适应性。最后,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性,并给出了结论。

基于二阶平均法和Melnikov法准周期负荷扰动电力系统混沌振荡分析

电力系统是典型的非线性系统,存在着复杂的非线性动力学行为。本文分析了在准周期负荷扰动下电力系统的混沌振荡,该振荡模型形同准周期驱动的非线性Helmholtz振子。经过适当变换,利用二阶平均法将系统平均化,得到一个周期扰动的Hamilton系统。求出该Hamilton系统的同宿轨道方程后,构建3个Melnikov函数,相应地得到3个产生混沌振荡的阻尼系数阈值。当阻尼系数在这些阈值之间取值时,可能产生6种不同结构混沌形态中的一种混沌振荡。

用Melnikov函数的数值积分法估计混沌阈值

用Melnikov方法对含高阶非线性项的微分方程进行研究。由于很难得到Melnikov函数的解析表达式,故采用数值积分法求解,从而得到可能出现混沌的阈值曲线。并由给定参数计算出相应的混沌阈值,数值仿真结果与Melnikov函数的数值解是一致的。

基于二阶广义积分器的非理想电网同步技术

在复杂电网情况下,电力电子装置能否正常并网运行,取决于电网电压的同步信号能否被准确获取。非理想条件下,电网电压时常出现的不对称、谐波畸变以及直流分量等问题会影响同步技术所获得同步信号的精度。针对此问题,在传统同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)的基础上,提出一种基于二阶广义积分器(SOGI)的改进型同步方案。该方案通过对传统SOGI结构的改进,使其具备了对包括直流分量在内的各次分量分离的能力。将其应用于传统SRF-PLL,可实现同步坐标系下的直流分量提取,从而消除了电网电压非理想因素对同步信号的影响。实验结果验证了该方法的有效性。