Smith预估控制系统抗扰性能的改善

针时常规Smith预估控制系统扰动回调慢的弱点,从控制结构上进行改进,介绍接受扰动量输入的Smith预估控制A系统和加入微分反馈的Smith预估控制B系统。其中,后者符合二自由度控制思想。对二者从理论和工程实现两方面进行分析测试,与常规Smith预估控制系统进行曲线数据对比,给出二者动态性能的具体差别:A系统在扰动和控制通道模型一致的情况下,与常规Smith预估控制系统相比扰动回调时间和动态误差分别减小近70%和85%,B系统分别减小约50%和20%。

罗氏线圈抗扰性能分析与精度改善

罗氏线圈电流传感器以其线性度好,体积小等优点在智能电网和电气设备的电流采样中得到越来越多的应用,但罗氏线圈电流传感器相比于电磁式电流传感器,在测量精度上略显不足,抗扰性较差。本文基于理论分析和电磁场仿真,深入分析外部干扰电流对罗氏线圈精度的影响,并提出改善措施。

具有高噪声抗扰性能的高边驱动IC

单块高边驱动器集成电路为系统设计人员带来了极大的挑战。设计人员的目标是找出最简单的方法来驱动开关器件(确保开关器件的速度,不占用太大的面积)并且采用低电压控制。而且满足采用3.3V或5V供电的微控制器或其它控制器来实现控制。

电磁悬浮系统的改进线性自抗扰控制方法

单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元。针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法。首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线性化模型,并对系统稳定性进行了分析。其次,基于自抗扰控制方法设计位置外环控制器以及基于PI调节器的电流内环控制器,对线性扩张状态观测器进行改进,设计两级级联的线性扩张状态观测器提高扰动估计精确度及速度,进而提高LADRC中扩张状态观测器对系统扰动的估计能力,并在频域上分析了改进型LADRC扰动估计性能和抑制能力的优越性。最后,搭建实验环境,对改进线性自抗扰控制方法的有效性进行验证。实验结果表明,所提的改进型LADRC不仅具有良好的位置跟踪性能,同时相比传统LADRC具有更强的抗扰动能力。

双极性直流微电网的改进型高阶滑模自抗扰控制

针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题,以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象,提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰理论将控制系统拟合为一阶系统模型,转化为自抗扰控制系统范式。其次,设计了改进型超螺旋滑模控制器代替传统自抗扰控制中的线性控制器,引入了具有快速收敛性的级联有限时间扩张状态观测器代替线性扩张状态观测器,既能通过高阶滑模控制算法抑制抖振,又能提高对系统集总扰动的估计精度,从而利用非线性控制策略的优势改善系统动态响应过程及抗扰性能。然后,通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。最后,基于Matlab/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对3种不同控制策略进行对比验证,实验表明所提控制能够很好地抵抗扰动和提高系统的暂态性能。

基于自抗扰的单相PWM整流器直接功率控制

为改善单相两电平PWM整流器的动态性能,本文在传统外环采用PI控制,内环采用功率前馈解耦直接功率控制的双闭环控制方法基础上,提出一种改进控制策略,即引入基于线性自抗扰(LADRC)的电压外环,以减小直流侧电压的超调量,提高系统的响应速度,并增强其抗负载扰动能力。进一步在功率前馈解耦控制的基础上,引入二阶广义积分(SOGI)构建虚拟正交分量,以提高网侧电流对电压的追踪能力,提升系统的动态性能。最后,通过MATLAB/Simulink建立系统仿真模型并进行仿真,对所提出改进控制策略的可行性和有效性进行了验证。

整车辐射抗扰发射天线仿真建模及性能预测

针对车辆电磁辐射抗扰度测试条件要求高、预测难度大的问题,通过仿真软件建立电磁抗扰度测试发射天线(简称抗扰发射天线)模型及无车情况下的电磁抗扰试验场强环境,为整车电磁辐射抗扰性能的预测搭建了一个仿真平台。验证试验表明:无车的暗室环境内,抗扰发射天线场强分布的仿真与试验结果具有较好的一致性,抗扰发射天线仿真模型能够模拟车辆电磁辐射抗扰度测试要求的场强环境,可用来评估整车的电磁辐射抗扰性能。

基于负载观测的伺服系统抗扰研究

当负载变化时,按线性二次型状态反馈(LQSF)所设计的最优闭环控制系统是有静差的,为了减小和消除扰动静差,文中引入负载观测器实施对扰动负载的观测,并将其引入到电流调节器的输入端,作为速度调节器前馈补偿的控制输入,从而使系统具有优良的抗扰性能。文中给出了伺服系统负载观测的存在条件,负载观测器的构成方法,并在有或无负载观测结果参与控制的情况下,对实际系统做对比研究。系统的仿真和实验均证实了负载观测器参与系统控制的有效性。

基于卡尔曼观测器的永磁同步电机自抗扰控制

根据卡尔曼滤波理论建立观测器,对永磁同步伺服系统的负载转矩进行实时观测,并利用负载转矩的观测值在系统中形成转矩前馈补偿,极大地提高了系统的动态性能和抗干扰能力。试验证明,该方法简单有效,可以显著提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。

基于非线性ESO的风电并网逆变器改进自抗扰控制

针对永磁直驱风电系统并网逆变器中传统双闭环PI控制策略抗扰性能和控制精度不足的问题,提出一种基于非线性扩张状态观测器(NLESO)的改进型自抗扰控制(ADRC)技术用以提高直流母线电压的控制性能。通过将线性扩张状态观测器(LESO)中的误差增益矩阵变为随时间变化的非线性函数对传统LADRC进行了改进,提高了LESO的动态扰动观测性能,从而增强系统对集总扰动的补偿抑制能力,并对其进行稳定性证明。最后通过仿真对比分析改进NLADRC和传统LADRC控制下并网点电压和逆变器直流侧电压波形,验证了改进NLADRC的正确性和可行性。

风电并网逆变器的双闭环自抗扰控制策略研究

为提高风电并网逆变器在同步旋转坐标系下dq轴电流的解耦效果及电网故障下母线电压的抗扰性能,提出一种新线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)的双闭环结构。根据风电并网逆变器的数学模型,得到传统的基于PI控制的电压电流双闭环系统,分析电流内环控制在电流解耦中存在的局限性。将LADRC技术用于内环以削弱dq轴电流间的耦合,外环应用LADRC技术提高系统的抗扰性能。通过仿真对所提出的新型双闭环结构的控制性能进行验证,结果表明该控制结构在解耦效果、抗扰性能等方面均优于传统的PI双闭环结构。对大型风电机组并网的稳定性控制具有实际意义。

永磁同步伺服系统低速性能研究

本文简要介绍了永磁同步伺服系统的原理、构成,以及系统电流环速度环的设计,分析了处于低速和高速运行情况下系统的运行状况之间的差别。通过仿真和实验,研究了系统在低速运行情况下的速度跟随、负载扰动响应性能对调节器的不同要求,讨论了系统在低速运行范围内调节器参数的整定,以及借助于负载观测自动补偿负载扰动的方法。通过负载观测器参与系统控制,可以有效解决动态跟随调节和动态抗扰调节之间的矛盾。文章还给出了系统参数调整适当情况下的速度阶跃、负载扰动响应波形。从实验结果来看,借助于合适选择速度调节器参数、并将负载观测值引入系统进行抗扰调节,系统将具有很好的动态跟随和抗扰响应性能。

变电站中电压采集单元混合电磁干扰研究

随着电子式互感器电压采集单元大量应用于变电站中,而变电站电磁环境复杂多变,采集单元可能同时受到多种辐射和传导电磁骚扰。目前,无论是IEC还是国家电磁兼容标准,对采集单元的测试均为单独进行各类抗扰度试验。试验不能有效模拟变电站实际环境,造成投入运行的采集单元可靠性不高。通过分析采集单元在变电站内受到的主要电磁骚扰源的特性及其耦合路径,对采集单元进行单一干扰源抗扰度试验,并创新性地混合干扰源抗扰度试验,对两种类型试验对比分析。最后设计滤波器安装在电源端口,通过安装前后试验结果的对比分析,验证了所设计滤波器的有效性。所提出的混合干扰试验方法对其他设备试验检测同样具有指导意义。

变电站用测温设备及其电磁兼容性能研究

变电站设备节点温度异常是诸多故障的重要表象。随着电网规模的不断增大和设备数量的迅速增加,传统的人工巡检手段因效率低且不能实时监测,已不能满足现代运维的新需求,迫切需要有效的无线温度监测设备。对此,研发了一种基于复相结构陶瓷基材的无源无线温度传感器。该传感器集成了传感技术与射频识别(RFID)技术的优势,其无源无线的工作方式解决了长期闲扰电力设备监测装置稳定供电和通信方式的难题。对无源无线传感器工作的变电站电磁环境进行了测试,分析了影响传感器正常工作的电磁干扰类型及干扰耦合路径。通过仿真和试验的方法对无源无线传感器进行了电磁兼容性能分析,提出了有效的设备抗扰度提升措施并进行了试验验证,保证了测温设备的安全可靠运行。该无源无线传感器设备已应用于四川马场变电站。

电动汽车驱动系统的闭环控制与性能研究

电动汽车驱动系统的控制策略是决定汽车整车动力性能的重要技术。对于电动汽车这样一个运动的控制单元,文章采取了闭环控制的方法对电动汽车的驱动系统进行研究。闭环控制策略可以消除或削弱系统受到的外界干扰,保证系统在整个过程中平稳的响应。同时对系统的动态特性进行了分析,得到了使系统保持和恢复稳定状态的跟随性能指标和抗扰性能指标。

隔离开关模拟骚扰源研制及应用

为了模拟变电站中实际现场的恶劣电磁环境,进而研究电子式互感器抗扰度性能的检测方法,文中在原有隔离开关作为骚扰源的电子式互感器抗扰度试验系统的基础上,研制了隔离开关模拟骚扰源,并利用该骚扰源进行了电子式互感器的抗扰度性能试验,以推进原有试验项目的标准化。文中利用断路器控制球隙电弧的开合来模拟隔离开关的方法,设计了隔离开关模拟骚扰源系统,该系统具有整体电磁骚扰时间可调、电磁脉冲幅值可调、被试品设备外壳地电位可调、空间辐射磁场可调、空间电场可调等特点;通过对电子式互感器的抗扰度性能测试试验,证明该系统能够满足试验要求,且稳定性好、可靠性高;所提出的隔离开关模拟骚扰源电子式互感器抗扰度试验项目完全可以替代目前所进行的"隔离开关分合容性小电流条件下电子式互感器抗扰度试验"项目,进一步推进了该项目的标准化,新项目的实施可以有效减少由于电子式互感器受到电磁干扰给电网所带来的损失。

柔性双足机器人的吸引域计算及行走控制

研究了不同系统参数下的柔性双足机器人的步态周期吸引域的变化,通过设计控制器使系统可以形成稳定的步态周期并具有良好的抗扰性能。采用PLSCM(Poincare-like Simple Cell Mapping, PLSCM)算法获得机器人不动点的吸引域,并通过改变机器人的参数获得较大的吸引域。运用反馈线性化及PI/PD算法设计控制器实现变长度控制。通过加入扰动,研究系统的抗扰性能。仿真结果表明:上述控制算法,能使机器人稳定周期行走。合理选取机器人的步态初值使其位于吸引域范围内,能使机器人更快地进入稳定步态,且具有良好的抗扰性能。

对太阳能和储能设施进行基本监测的iCoupler隔离式通信解决方案

新的政府政策与新的法规共同推动可再生能源发电,预计未来太阳能市场将有强劲增长。由于太阳能逆变器中功率密度的不断增加以及对储能平衡的需求,这一代太阳能发电要求对太阳能系统的所有元件进行大量监控。对于太阳能光伏应用,RS-485通信固有的抗扰性能使其得到应用。增加iCoupler.隔离式RS-485收发器可为太阳能光伏网络通信接口提供安全、可靠且EMC鲁棒的解决方案。RS-485有多种用途,主要用途是远程监控发电、功率点跟踪器和储能状态(电池储能)。

对太阳能和储能设施进行基本监测的iCoupler隔离式通信解决方案

新的政府政策与新的法规共同推动可再生能源发电,预计未来太阳能市场将有强劲增长。由于太阳能逆变器中功率密度的不断增加以及对储能平衡的需求,这一代太阳能发电要求对太阳能系统的所有元件进行大量监控。对于太阳能光伏应用,RS-485通信固有的抗扰性能使其得到应用。增加iCoupler.隔离式RS-485收发器可为太阳能光伏网络通信接口提供安全、可靠且EMC鲁棒的解决方案。

缓粘结预应力钢筋用胶粘剂材料研究

依据缓粘结预应力钢筋的技术特点,开发出符合技术要求的专用缓凝胶粘剂材料,测试了其物理、化学性能,分析了缓凝胶粘剂材料的特有属性,结果表明,缓凝胶粘剂具有优良的性能指标。同时,结合缓凝胶粘剂的性能特点,对其固化过程和抗扰性能进行分析,明确了温度对固化时间和填料对抗扰性能的影响。