基于滑模变结构的混合微电网接口变换器双向下垂控制

由于混合微电网中的交直流子网具有不同的动态特性,当系统发生负荷突变时,会在双向接口变换器(bidirectional interface converter, BIC)两侧子网间产生功率波动,使交流母线频率和直流母线电压动态响应变差,为此提出了基于分数阶滑模控制器(fractional order sliding mode controller, FOSMC)的双向下垂控制策略。将具有鲁棒性强、响应速度快和抗干扰能力强的滑模变结构控制引入到BIC的控制中,得到改进型的分数阶滑模控制器,以改善系统的暂态响应过程。通过Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,在多种工况下验证了该控制策略的有效性。与传统双向下垂控制相比,该控制算法可以在保证系统原有稳态特性的同时,加快整个系统的响应速度,抑制暂态过程中BIC传输功率的瞬间波动,减小功率波动对交直流子网母线的反作用,提高整个系统的动态性能和抗扰动性能。

基于比例积分微分的电机滑模变结构同步控制

针对电机滑模变结构同步控制存在超调量较大、调节耗时长、导致滑模变结构脉动过大的问题,提出基于比例积分微分的电机滑模变结构控制方法。根据电机的物理模型与负载模型,获取PID控制器传递函数,并分析影响控制性能的参数;在积分增益、微分增益基础上改进PID,结合抗积分饱和算法,改善误差反应速度和灵敏度,确定最后PI控制方式。仿真结果证明,所提方法的超调量较小,调节耗时短,可以较好控制电机的滑模变结构波动,滑模变结构的脉动较小,响应速度得到提高,有望更好地实现对电机滑模变结构的同步控制。

基于滑模变结构的含不平衡负荷微电网控制策略研究

不平衡负荷会增加系统运行电压的不平衡度和谐波畸变率,影响微电网电能质量。利用滑模变结构控制鲁棒性强、动态响应性好的特点,将其应用于含不平衡负荷微电网运行控制中。对各系统建立了相关数学模型,并设计了相应的控制策略,实现了微电网不同运行模式间的平滑切换。PSCAD/EMTDC仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。

宏/微驱动定位系统滑模变结构控制的研究

研究了具有宏 /微双重驱动定位工作台的滑模变结构控制技术 .该工作台采用直线电机进行大行程位移驱动 ,来保证较大的工作行程和较快的响应速度 ,采用压电陶瓷微位移器完成精密位移驱动 ,利用光栅尺实现闭环位移反馈 ,可以实现 10 0mm的工作行程 ,0 .0 1μm的重复定位精度 .

转炉炉口微差压滑模变结构控制技术

针对宝钢梅山炼钢厂转炉煤气回收系统(OG系统)的工作现状以及转炉炉口微差压控制系统对象的非线性、时变、不确定性和干扰大的特点,采用具有强鲁棒性的滑模变结构控制策略,以克服系统的不确定性和增强抗干扰能力。对滑模变结构控制算法中存在的"抖振"问题,探讨了基于干扰观测补偿的滑模控制器的设计解决方案,通过仿真研究表明滑模变结构控制方法具有很强的鲁棒性,可有效地改善控制系统的动态响应品质。

主动磁悬浮轴承的积分滑模变结构控制

为解决主动磁悬浮轴承在模型摄动或外界干扰时转子位置出现静态误差大、鲁棒性差等问题,采用多输入多输出积分滑模变结构控制。针对四自由度磁悬浮轴承系统,利用积分滑模变结构控制算法建立仿真模型并进行仿真研究。仿真结果表明,在积分滑模变结构控制下,系统的鲁棒性、静态误差都优于自由递阶滑模变结构控制,而且几乎没有"抖振"发生,表现出了良好的动态特性。

基于重构积分滑模变结构的虚拟无穷大电容器控制策略

在含大功率电力电子变换器装置中,虚拟无穷大电容(virtual infinite capacitor,VIC)能够减小直流母线电容体积、提高系统功率密度,但其传统控制策略测量参数较多,导致VIC的设备成本增加,可靠性降低。为此,该文提出一种基于重构积分滑模变结构的VIC控制策略,通过VIC原理分析建立变结构模型,以此为基础进行了公式推导和等效替换,构建新的滑模切换面,并设计积分重构观测器取代物理传感器用于电流采样。在此背景下,将功率因数校正器作为研究对象,与PI控制、常规滑模控制方式进行对比仿真,结果表明:在无电流检测单元前提下,所提出控制方式仍可保证VIC控制系统优良动态性能,同时减少采样参数,降低设备成本,提高系统可靠性。

直流微电网并网换流器的滑模变结构控制策略研究

直流微电网通过并网变换器与交流电网相连,实现功率的双向流动及直流母线电压的稳定。文中针对双向DC/AC变换器的非线性特性及工作点大范围突变的问题,提出了一种基于滑模变结构的两级式并网变换器的非线性控制策略。首先建立了两级式高频并网变换器的非线性数学模型,并以直流侧电压恒定和交流侧单位功率因数为控制目标,选取直流侧电压和网测无功电流为状态变量,设计了DC/AC和DC/DC的滑模面函数和变结构控制率,最后在MATLAB/Simulink环境下,搭建了直流微电网控制系统仿真模型,分析了不同工况下系统的动、稳态性能,验证文中提出的控制策略的有效性。结果表明,滑模变结构控制策略具有良好的动、静态性能,对系统参数变化和状态的突变具有很好的鲁棒性。

永磁同步电机的积分型滑模变结构控制

在永磁同步电机(PMSM)的控制中,传统PI调节器存在动态性能和鲁棒性较差的问题.针对永磁同步电机控制的电流环和转速环,设计了采用带有积分控制项的滑模变结构控制方法(ISMC),不仅可以减少速度控制稳态误差,还能提高系统的响应速度.利用Matlab分别对PI控制和积分型滑模变结构控制进行了仿真分析.仿真结果表明,永磁同步电动机的积分型滑模变结构控制方法具有良好的动态性能和抗干扰能力.

基于模糊调节的Stewart平台积分滑模变结构控制器的设计

Stewart平台具有高度非线性、各个通道之间的负载交联耦合以及参数不确定性的特点。针对这些问题,提出了一种基于模糊调节的积分滑模变结构的控制方法,仿真表明,当系统中存在大范围参数变化和负载变化时,该方法表现出良好的跟踪性能,且对Stewart平台伺服系统通道间负载交联耦合也具有良好的抑制效果,同时,滑模控制产生的颤振现象得到了很好的抑制。该方法对Stewart平台类机构控制器的设计具有一定的借鉴意义。

结构振动的滑模变结构半主动控制

研究应用磁流变阻尼器 ( MRD)对结构振动半主动控制的算法和原理。研制并对磁流变阻尼器进行了阻尼特性实验 ,采用非线性滞回双粘性模型描述磁流变阻尼器的阻尼特性 ,模型结果与实验结果非常一致。采用滑模控制算法和趋近律方法设计了半主动控制器。利用滑模控制方法所建立的控制器 ,本文给出了地震激励下结构振动半主动控制算例。计算分析表明 ,半主动滑模控制具有控制效果明显、鲁棒性好等优点 。

多温区空间晶体生长炉温度系统积分滑模变结构控制

多温区空间晶体生长炉温度系统是多输入多输出、强耦合对象。晶体生长要求对炉温进行精密控制,为抑制各温区间的耦合作用,提出一种积分滑模变结构控制器,利用其对匹配扰动的不变性实现解耦,同时,该控制器的积分作用可以有效减小系统稳态误差。仿真结果显示该方法是有效的。

5自由度主动磁悬浮轴承的积分滑模变结构控制

针对5自由度主动磁悬浮轴承系统,根据其输出解耦的状态方程,设计了一种多输入多输出积分滑模变结构控制算法。利用MATLAB/Simulink分别对常规PID控制和积分滑模变结构控制进行仿真和比较,结果表明,5自由度主动磁悬浮轴承系统的多输入多输出积分滑模变结构控制方法具有良好的动态性能和鲁棒性。

圆柱罐中液体振动的混沌分析及滑模变结构控制

为了更深刻地认识在有限源激励下圆柱罐内液体振动的复杂现象,对五维演化方程组进行了复杂动力学特征分析,包括相轨迹图、Lyapunov指数和庞加莱映射图,这些特征更深刻地揭示了一定参数下圆柱罐中液体在有限源激励下的混沌现象的本质。由于液体振动状况的改变将对激励力的构成产生反馈作用,系统的混沌运动形式会对电机的工况产生不利影响。鉴于此,利用滑模变结构法,将该系统不规则的混沌轨道控制到任取的固定点,并用MATLAB模拟验证了设计控制器的有效性。

基于改进滑模变结构的加筋板振动控制研究

针对外部持续激励下加筋板振动滑模变结构控制系统进入稳态的时间较长,且存在抖振现象的问题,在传统幂次、指数趋近律的基础上,构建新的自适应因子,形成了一种改进趋近律滑模变结构控制算法,并证明其收敛性。分析3种不同趋近律对系统振动控制的效果,仿真和实验结果表明,改进后的方法取得了比传统滑模变结构算法更优的控制效果,能在一定程度上削弱抖振。

基于滑模变结构控制的直流微网DC/DC变换器

直流微网运行时,如果母线电压变化较大,连接分布式电源和直流母线的DC/DC变换器在工作过程中,占空比会大幅度变化,使DC/DC变换器呈现严重的非线性,输出电压不稳定。针对这一问题,提出一种电压环采用基于比例切换的滑模变结构控制、电流环采用传统PI控制器的双闭环控制方案。仿真结果表明,本控制方案可以有效提高DC/DC变换器的鲁棒性,缩短过渡时间,抑制高频抖振,减小输出电压波动,满足高品质电能要求。

递推积分滑模变结构控制在有源电力滤波器中的应用

对于滑模变结构控制不能完全消除稳态误差的情况,提出一种基于离散信号迭代运算的递推积分控制算法,并将该算法与滑模变结构控制结合形成多重变结构控制,将该控制策略应用在并联型有源电力滤波器中。利用Matlab进行仿真研究,结果表明:基于该控制策略的有源滤波器可以有效滤除谐波,减小跟踪误差,具有可行性。

积分滑模变结构双馈风力发电机控制

针对电网故障对双馈风力发电机网侧变换器的影响,采用滑模变结构控制方法,提出了增加功率前馈补偿的积分滑模变结构控制策略.该策略根据网侧变换器的数学模型,通过对网侧变换器采用电网电压定向矢量的控制,实现交流侧单位功率因数和直流环节电压控制.仿真结果表明,该策略提高了系统响应速度,克服了参数变化和外电压波动的影响.

多重网络攻击下的CV变结构积分滑模控制

针对多重网络攻击影响下网联车辆(CV)的控制问题,提出了一种变结构积分滑模控制方法。首先,建立了一种新的同时考虑多重网络攻击的CV模型,在该模型基础上设计变结构观测器估计多重网络攻击影响下的CV状态,并利用李雅普诺夫方法实现了估计误差的渐近收敛。然后,提出了一种基于变结构观测器的积分滑模控制方法,通过求解线性矩阵不等式,证明了该方法能在有限时间内将系统状态轨迹驱动到所设计的滑模面上。最后,通过数值仿真验证了在不同情况下(急加速、频繁加减速和非零初始间距误差),所设计的控制器可以有效应对多重网络攻击带来的显著性影响,实现整个闭环系统的渐近稳定性、鲁棒性和队列稳定性。

永磁同步电机分数阶与滑模变结构复合控制研究

针对永磁同步电机矢量控制系统的速度环,通过引入分数阶微积分及滑模变结构控制理论,设计了一种分数阶与滑模变结构复合控制器.该复合控制器通过一个可变的加权因子α将分数阶PIλDμ与滑模变结构控制有效、协调地组合起来,从而达到了既克服滑模变结构在滑动平面原点附近产生高频颤动的缺点,又拓宽了相对于传统比例-积分-微分(PID)控制器的调节范围,使得永磁同步电机控制系统的鲁棒性、快速性、稳定性和抗干扰能力得以提高,对于采用多种复合交叉控制方法来改善电动机控制系统具有参考意义.