基于内模串级的供热系统二次网水力平衡调节控制策略研究

集中供热二次网系统常伴有近端用户热量过剩、远端用户热量不足的水力平衡问题,基于回水温度法的策略,针对二次管网平衡调节,设计内模串级控制系统,以单元热力入口回水温度作为主回路参数、供回水管压力差作为副回路参数,结合内模控制算法,使各单元之间的回水温度达成一致。依据二次网水力平衡调节实际工程,采用PLC控制器对二次网平衡调节控制系统进行自动调节,热用户之间采用均匀调节,进而减小户间温差大的问题,以实现水力平衡。该系统在可保证供热质量的基础上,对城镇二次网智能平衡调节系统的的研究提供理论基础或参考依据。

永磁同步电机电流环的二自由度内模控制

目前工业上在对永磁同步电机(permanent magnetic synchronous motor,PMSM)进行控制时,常认为电流环的调节过程远快于转速环的调节过程,进而忽略电流环中反电动势扰动项的变化。但对于采用PI控制且机械时间常数与电磁时间常数相差不大或更小的电机而言,若直接对电流环中的反电动势扰动项进行忽略,将会导致电机的动态响应性能恶化。为解决上述问题,本文首先建立了永磁同步电机调速系统的数学模型,并根据此数学模型推导了PI控制条件下电机动态性能变差的原因,以及反电动势扰动项能否进行忽略的条件,针对无法忽略的情况本文在传统内模控制的基础之上设计了一种二自由度内模控制器,该控制器具有2个可独立调节的参数,可分别调节电流环的跟踪特性与鲁棒特性和抗干扰特性。最后,利用Matlab/Simulink对所设计的二自由度内模控制器与传统的PI控制器进行对比仿真实验。结果表明,相比于PI控制器,所设计的二自由度内模控制器使电流环具有更好的跟踪性和鲁棒性,解决了特殊情况下电机动态响应性能变差的问题。

基于内模控制的喷射成形漏包液位时滞控制策略

针对喷射成形漏包液位系统的时滞问题,研究了漏包液位系统的控制策略,提出基于神经网络辨识模型的内模控制方法。根据漏包液位系统存在饱和模块的特点增加辅助控制器,改进了内模控制结构。为了获得系统的正、逆模型,提出基于粒子群优化的RBF神经网络辨识算法。将该控制策略应用到喷射成形生产线,结果表明:在该控制策略下时滞对液位的稳定性影响大幅减小,液位超调量降低至6 mm以下,双包切换时的波动量降低到15 mm以下。

基于内模控制和改进自抗扰控制的 主汽温串级控制系统

超超临界机组主汽温系统本身是一类典型的大时滞、多扰动、非线性的热力系统,并且在深度调峰工况下,锅炉燃烧稳定性下降、水动力不足、辐射/对流换热特性迁移,传统的PID串级控制难以满足新形势下的控制需求。该文提出一种基于内模控制和改进自抗扰控制的主汽温串级控制系统。首先,针对内回路非线性、回滞特性,改进并应用非线性自抗扰控制器;其次,针对外回路的大迟延、大惯性特性,采用内模控制进行超前预测和调节,增强外回路对于设定值的跟踪能力和系统的鲁棒性。仿真结果表明:相较于传统的PID串级控制,该方法对于主汽温控制对象有更好的跟踪、抗扰能力以及更强的鲁棒性。在某1000 MW机组实际应用表明,该方法可以适应现场复杂多变的环境,在满足电厂“两个细则”考核要求的同时,有效改善主汽温控制特性,汽温稳态偏差控制在±2℃,变负荷时偏差≤±5℃,具有良好的工程应用前景。

基于高斯过程回归的压电陶瓷作动器内模控制

压电陶瓷作动器的非线性迟滞特性严重影响其输入、输出结果。提出了基于高斯过程回归的内模控制方法。首先使用高斯过程回归方法建立压电陶瓷作动器的迟滞模型,然后推导出高斯过程回归的系统逆模型,引入滤波器参数,设计了一种内模控制器对压电陶瓷作动器进行实时有效的跟踪。最后,搭建了压电陶瓷作动器的实验平台,验证了高斯过程回归模型和内模控制方法的可行性。跟踪控制实验结果表明,对于10、60、80 Hz单一频率信号的跟踪相对误差均在10%以下,证明了内模控制方法的有效性。

基于模糊T-S型内模PID控制算法的无刷直流电机仿真分析

针对无刷直流电机(BLDCM)双闭环控制调速系统的控制响应速度慢、转速波动较大等问题,提出一种模糊神经网络与内模控制相结合的驱动方式。该方式利用Matlab/Simulink来构建一种基于BLDCM和控制器的电梯一体式限速器仿真模型,得到BLDCM的速度、转矩响应曲线。仿真分析和实验结果均表明,模糊T-S型内模PID控制算法在响应速度、转速误差、抗干扰能力和控制精度等性能方面优于内模PID控制算法与常规双闭环PID控制系统。该研究可为模糊神经网络T-S型内模PID算法在电梯一体式限速器上的应用积累经验。

低载波比下永磁同步电机电流环内模解耦控制

电机高速或低开关频率运行时呈现低载波比运行特征,会加重定子电流在两相旋转坐标系下的耦合程度,严重时会导致电流环失稳。为有效提升永磁同步电机(PMSM)低载波比运行时的电流控制效果,在电流环复矢量建模的基础上,引入数字和角度延时表征低载波比运行影响。针对传统解耦控制方法的不足,设计适用于PMSM低载波比运行的电流内模解耦控制方法,深入对比分析不同解耦控制方法的性能。实验结果表明,所研究的电流内模解耦控制方法不仅能在低载波比时具有良好的电流解耦控制性能,而且在定子电感参数失配时具备良好的控制鲁棒性。

基于内模控制的火电厂主汽温控制系统

针对火电厂主汽温具有非线性、时变性、大延时的特点。基于内模控制理论,设计了内模控制系统。内回路采用比例积分控制,可以快速消除内扰;外回路采用内模控制,可以有效地补偿主汽温的大滞后特性。在安徽省某电厂600MW超超临界直流炉机组使用此控制系统,通过现场实际运行验证了该控制系统具有良好的跟踪性能、抗干扰性能和鲁棒性。

基于内模控制的三相电压型PWM整流器不平衡控制策略研究

该文提出了在αβ静止坐标系中采用内模控制的三相VSR不平衡控制方案,不仅实现了正负序电流的无差跟踪控制,而且使系统获得了强鲁棒性;另外,该文还提出了一种不平衡指令电流算法,实现了电网不平衡时三相VSR平均有功、无功功率的独立控制,解决了以往不平衡指令电流算法只能实现三相VSR单位功率因数运行的局限性。样机试验论证了理论分析的正确性。

基于内模的永磁同步电机滑模电流解耦控制

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)矢量控制的目标是使PMSM具有优良的动态性能和稳态性能,但在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,影响转矩响应性能。传统的PI无法实现解耦,而电压前馈解耦策略对参数敏感,因此提出一种基于内模的滑模电流解耦控制策略。该策略使用内模控制策略控制理想电机解耦模型,保证系统动态响应速度;使用积分滑模控制实现dq轴电流解耦,同时提高系统在整个运动过程中对参数摄动和外扰动的鲁棒性。仿真和实验结果表明该策略能有效实现dq轴电流解耦,提高系统动态性能,并且具有优良的鲁棒性。

基于逆系统方法的非线性内模控制

针对一类非线性连续系统 ,利用小波网络逼近原系统的α阶积分逆系统 ,针对复合后的伪线性系统提出了基于逆系统方法的内模控制 ,证明了闭环系统的鲁棒稳定性 ,分析了系统性能 .仿真结果表明所提的方法控制性能好 ,精度高 。

交流伺服系统最优内模滑模控制器设计与应用

为了实现某火箭炮交流伺服系统的高速、高精度位置控制,针对实际系统中存在的转动惯量和负载力矩变化大、冲击力矩强等特性,提出了一种最优内模滑模控制方法。由基于线性二次型最优控制设计的内模系统来满足交流永磁伺服系统位置环对工作性能的要求,由滑模控制来抑制模型参数摄动和外界干扰的影响,实现高性能位置控制。实验结果表明,该控制方法设计简单,与PID控制相比,具有更好的性能。该方法被证明满足火箭炮交流伺服系统的要求。

基于离散时间趋近率控制与内模控制的永磁同步电动机传动系统(英文)

提出一种永磁同步电动机(PMSM)鲁棒控制技术,以削弱系统性能对电机模型精度的敏感性,简化控制器设计过程。首先在电流控制中应用对模型误差高度鲁棒的内模控制(IMC),得到同步坐标系下直接由电机参数和期望闭环带宽表示的PI型IMC控制器,改善电流环特性的同时避免了调节PI参数。随后提出了基于离散时间趋近率控制(RLC)的PMSM速度控制器,其离散解满足了数字控制对离散系统分析与设计的需要,分析了速度环中RLC控制器的稳定性。仿真结果验证了所提传动系统的优良性能。

内模控制研究的新发展

概述了内模控制(IMC)的研究现状和新发展,详细论述了内模控制特别是非线性系统内模控制研究中的主要方面及其研究成果.首先介绍了内模控制中的各种建模方法,指出它们各自的优缺点,并根据内模控制的发展趋势着重分析了内模控制器的设计及其改进结构,内模控制与其他控制方法的结合方式等几个关键性问题.最后指出了内模控制研究中存在的一些混淆,并探讨了这一研究领域的发展方向.

两电机变频系统的支持向量机广义逆内模解耦控制

针对两电机变频系统非线性强耦合的特点,提出基于支持向量机广义逆内模控制的方法。对工作在矢量控制方式下的两电机变频系统数学模型进行广义逆存在性分析,从而得出系统广义逆数学表达式。通过支持向量机来辨识原系统的广义逆系统,然后对复合后所得到的伪线性系统引入了内模控制。该方法结合了支持向量机在小样本上具有良好的非线性建模能力和泛化能力,以及内模控制器易于在线设计的优点,同时兼顾系统的鲁棒稳定性,从而可以有效提高系统的控制效果。仿真和实验结果表明,该方法具有良好的动静态解耦性能,对外界扰动亦有很强的鲁棒稳定性。

单元机组协调系统的非线性内模控制

协调系统的性能直接影响单元机组运行的安全性和经济性。为了克服非线性环节以及能量供需之间关联耦合作用对协调系统控制品质的影响,本文将反馈线性化方法与多变量内模控制结构结合,针对一个通用的非线性协调系统模型,设计出非线性内模协调控制器。文中分析了多变量非线性内模控制结构的鲁棒稳定性及动态性能。在不同负荷下的仿真试验表明,所设计的控制系统具有良好的解耦效果和抗干扰能力。

内模控制的并网型双馈电机风力发电系统

交流励磁双馈式风电系统已成为变速恒频风力发电的主流。为提高存在较大扰动时系统的性能,在推导了发电机惯例下双馈电机的动态数学模型后提出用S函数描述双馈电机的数学模型,开发了基于状态方程的双馈电机空载运行和发电运行的子系统模型,设计了用内模控制策略实现转子电流内环和转速外环的控制,并通过基于定子磁链定向的解耦控制实现了有功和无功功率的解耦,然后在Matlab/Simulink环境下建立了完备的并网运行变速恒频双馈风力发电系统模型。针对850kW系统在转速变化和大电网扰动下的响应特性进行的仿真研究结果显示,提出的双馈式风电系统模型具有较好的控制性能和较快的动态响应速度。

交流伺服系统的二自由度内模控制

基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。

工业过程运行的解耦内模控制方法

工业过程运行控制的目的是实现反映过程整体运行性能的工艺指标.将常规解耦内模控制(Internal model control,IMC)进行推广,提出了优化过程运行的解耦IMC方法.通过对广义解耦内模控制器的设计获得了具有高维解耦能力、鲁棒稳定性和抗干扰能力强的回路设定模型.该模型能够响应系统的各种不确定性和干扰,对回路设定值进行调整,通过控制回路的输出跟踪凋整后的设定值,从而实现期望的工艺指标.磨矿回路运行的解耦IMC设计实例及仿真验证了所提方法的有效性.

主汽温系统模糊自适应内模控制

基于内模控制理论,针对火电厂主汽温被控对象的大惯性、大迟延、时变、多干扰的特点,设计了内模–比例串级控制系统,并将量子遗传算法应用于滤波器参数的寻优。并在此基础上结合T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应内模控制(fuzzyad aptive internal model control,FAIMC)策略。该方案实现简单,对工况变化具有优良的适应性。对某超临界600MW直流锅炉主汽温系统4种典型工况进行仿真控制,其过渡过程时间短,超调量小,适用于大惯性、大迟延过程的控制,控制效果明显优于串级PID控制。为克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用模糊自适应内模控制策略分别进行了升降负荷实验。仿真结果表明:提出的控制系统能较好的适应对象动态模型的大幅度变化,保持较优的调节性能。