高速低载波比下控制延迟分析与补偿策略研究

高速永磁电机在高基频运行和低载波比情况下,控制延迟会严重影响驱动系统稳定性和引起电流环控制失稳。介绍了控制延迟产生机理,对考虑控制延迟后的电流环模型进行重构,并系统分析低载波比下延迟引入的交叉耦合和时滞效应对电流环稳定性的影响,提出了通过计算得到电机在额定转速处稳定运行需补偿的延迟时间,对控制延迟角进行离线补偿的策略。基于一台1.5 kW、18000 r/min实验样机,对永磁同步电机矢量控制系统各部分进行离散化建模,对控制延迟补偿前后的仿真与实验波形进行充分的对比分析,证明了该策略的有效性与可行性,实现了电机在额定转速处稳定运行的目标。

基于控制延迟补偿的混合有源滤波器的研究

为改善有源电力滤波器对谐波的补偿效果并增大补偿范围,提出了在并联一个高通无源滤波器的同时,在控制系统中引入控制延迟补偿模块;通过高通滤波器来抑制高次谐波,增大其补偿范围,通过控制延迟补偿模块来改善对低次谐波的补偿效果;阐述了控制延迟补偿的原理和算法。仿真分析结果表明了该方法的有效性。

基于延迟校正扩张状态观测器的内置式永磁同步电机电流控制策略

高速电驱动场合会受到开关频率的限制,低载波比特性凸显,由此引起的控制延迟问题影响了内置式永磁同步电机(IPMSM)矢量控制系统性能。基于扩展电动势的建模方案能够获得IPMSM的对称化模型,有利于离散化分析和设计,以提升低载波比运行性能。扩张状态观测器(ESO)能够实现扩展电动势和扰动的集总观测,然而低载波比延迟问题影响了估算性能。该文在离散域中分析延迟影响,设计和对比研究了几种延迟影响抑制方案,即延迟校正扩张状态观测器,提升了估计精度。基于此,设计了IPMSM离散域电流控制方案,显著提升了电流响应特性。通过电动汽车驱动实验平台验证了该文的分析和设计。

基于神经网络的铁路通信网络传输延迟控制方法

研究一种基于神经网络的铁路通信网络传输延迟控制方法。利用TCN网络分析仪抓取的通信网络延迟数据,组成数据样本。以数据样本为输入,利用神经网络实现铁路通信网络传输延迟预测。以预测结果为输出,结合PID,得出延迟控制量和延迟补偿量,实现铁路通信网络传输延迟控制。结果表明,与基于功率控制协议的控制方法、基于延迟补偿的控制方法相比,在新的控制方法应用下,延迟时间更短,通信链路速率更高,由此证明新研究的控制方法的有效性。

延迟反馈控制齿轮传动系统的动力学特性分析

齿轮传动系统在高速重载过程中容易出现混沌运动,由此产生异常振动与噪声,严重影响齿轮传动过程的平稳性与安全性。因此,使用延迟反馈控制(DFC)方法,通过DFC-RD、DFC-RV两种控制途径,对单级三自由度齿轮传动系统进行振动控制。建立含延迟反馈控制的齿轮传动动力学模型,并通过数值法对系统求解,获得无控制时齿轮啮合副的动力学特性及冲击状态。然后通过施加DFC-RD、DFC-RV两种控制方式,在控制参数取不同值时得到齿轮传动系统的I/P分岔特性的转迁过程。根据两种途径的控制效果可以得到,在DFC-RD下,较小的时滞量就可将系统从高周期轨道控制至低周期轨道,但对系统冲击状态没有很好的控制效果。在DFC-RV下,则需要相对大一些的时滞量来达到预期目标,这种方式的优点在于合适的时滞τ2会使齿轮传动系统从齿面冲击状态向无冲击状态转变。

超高速低载频比下永磁同步电机无差拍电流控制

基于数字控制的超高速电机驱动系统具有运行速域宽、载频比低的特性,采用传统无差拍控制已不能保证其电流环在高速区域的控制性能及稳定性。针对上述问题,通过在Z域构建超高速电机电流环复矢量等效模型,分析了低载频比下等效延迟项对无差拍控制系统稳定性的影响;推导了无差拍控制近似离散模型误差及参数失配误差解析式并对其定量分析。提出一种适用于超高速电机低载频比运行的改进型方法:一方面采用基于离散滑模观测器的电压前馈补偿方案,有效加强了系统抗模型误差和参数扰动的鲁棒性;另一方面将观测器控制函数与扰动量引入电流预测模型,并对时间延迟附加项修正补偿,有效消除了系统延迟的综合影响。最后,仿真和实验验证所提理论及方法的正确性。

一种海上救援机器人绳索消摆控制研究

文章介绍一种用于解决海上救援机器人救援过程中索具摆动过大问题的绳索消摆系统。绳索消摆系统设计目标是将绳索摆动的面外角控制在2°以内,来有效解决海上救援过程中,由于绳索摆幅过大造成的绳索断裂、伤员掉落等问题,并在一定程度上提高救援作业的效率。文章采用拉格朗日方程成功建立绳索海上救援机器人摆动的动力学方程,设计了延迟反馈控制器,对绳索在船舶甲板静止、横摇、纵摇、垂荡等情况下进行了消摆控制研究。研究结果表明:在船舶甲板静止时,延迟反馈控制器对绳索的消摆作用非常显著;在海浪作用下,例如在模拟横摇、纵摇和垂荡时,延迟反馈控制器同样能够有效抑制绳索的摆动。

永磁同步电动机中混沌运动的延迟反馈控制

针对永磁同步电动机中存在的混沌运动,分析了采用纳入轨道和强迫迁徙方法进行控制的缺点,该方法要求在永磁同步电动机的速度微分方程中施加一控制,但是永磁同步电动机速度微分方程中没有可以控制的外部变量,因而该方法难以实现。针对这一问题,文中采用延迟反馈方法进行永磁同步电动机混沌运动的控制。该方法以永磁同步电动机的定子交轴电压或直轴电压为控制量,利用电流的延迟反馈实现了混沌运动的控制。该方法只需要一个延时处理,算法简单、易于实现,控制目标可以是周期轨道也可以是系统的不动点。仿真结果表明了该方法的有效性。

交通灯延迟控制的城市主干道交通流研究

提出一个交通灯控制下城市主干道交通流模型.模拟在开放性边界条件下主干道的车流运动,研究红绿灯时间延迟对主干道车流量的控制作用.计算机数值模拟结果表明,交通灯对车流适当的延迟控制明显地优于交通灯对车流的同步控制.

分层接入方式的特高压直流输电逆变侧最大触发延迟角控制

随着中国特高压直流输电技术的广泛应用,多馈入高压直流集中落入受端负荷中心将是未来我国电网发展所面临的重要问题。特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统电压支撑能力,已经列入国家电网规划。传统的逆变侧最大触发延迟角控制策略在逆变侧一个交流电网发生故障时会导致另一正常运行交流电网所连接阀组发生换相失败。该文提出一种改进的逆变侧最大触发延迟角控制策略:逆变侧一个交流电网发生故障时,控制另一个正常运行交流电网连接的阀组不以提升直流电压来抑制直流电流为控制目标,而以减小最大触发延迟角不发生换相失败为控制目标,可保证无故障交流电网所连接的阀组正常运行,避免了直流功率振荡。

碰摩转子映射系统的延迟反馈混沌控制

将转子的碰摩映射在擦边轨道附近进行局部化 ,并通过实验数据去拟合局部映射 ,然后采用变量延迟反馈控制法对该系统进行控制 .通过选取合适的控制增益 ,将转子系统的碰摩运动镇定到周期 1转道上 ,从而实现对碰摩转子系统混沌运动的控制 .

混沌系统延迟反馈控制的理论与实验研究

综述了近年来控制混沌的延迟反馈控制技术──ＤＦＣ控制的相关进展，总结了延迟反馈控制在不动点和不稳定周期轨道镇定方面的局限性和可控性研究的理论成果，介绍了延迟反馈控制在电子线路和磁弹性梁混沌控制方面的实验，并对延迟反馈控制技术未来的研究方向和发展前景进行了预测和展望．

一类产出系统的延迟反馈控制

将两种延迟反馈控制方法应用到具有不同预期决策规则的双寡头垄断生产模型,一种形式的延迟反馈控制法是对系统变量进行延迟控制;另一种是对系统参数进行延迟控制.其控制目标都是通过对系统变量和参数的延迟使系统稳定到不稳定不动点或均衡点.理论推导和数值模拟证明了此方法的有效性,并解析地给出了收敛条件和控制增益所在的范围.实施控制后的生产模型能快速地达到Nash均衡点,这为现实中的企业提供了理论参考及生产依据.

基于遗传算法高速公路混沌系统模糊延迟反馈匝道控制

研究采用延迟反馈法和模糊控制相结合的高速公路混沌匝道控制问题。针对高速公路非线性与不确定性特点,提出延迟反馈和TS模糊控制相结合的高速公路混沌控制方法,简介具有开关功能的高速公路匝道混沌控制原理,通过交通流混沌在线智能识别子系统实时计算最大李雅普诺夫指数,识别系统是否处于混沌状态,作为加入混沌控制信号的条件;设计将高速公路不稳定周期运动转化为周期运动作为控制目标,系统状态变量的延迟信号与其本身信号的差值和误差变化作为控制器输入,匝道调节率作为控制变量的模糊混沌控制器;在专家经验的基础上,采用遗传算法对控制器参数进行优化学习;仿真试验分析该控制方法的控制效果,证明该原理与方法的可行性与正确性。

高速公路混沌模糊延迟反馈控制仿真研究

研究采用延迟反馈法和模糊控制相结合的高速公路混沌匝道控制问题。针对高速公路车流量不确定性特点,提出延迟反馈和模糊控制相结合的高速公路混沌控制方法,简介了具有开关功能的高速公路匝道混沌控制原理;设计了将高速公路不稳定周期运动转化为周期运动作为控制目标,匝道调节率作为控制变量的模糊混沌控制器;采用遗传算法对控制器参数进行优化;仿真试验分析了该方法的控制效果,验证了该原理与方法的可行性与正确性。

低占空比传感网的端到端延迟控制方法

面向低占空比传感网的实时QoS需求,提出基于动态规划和免疫遗传算法的端到端延迟控制方法,通过在接收节点上增加最少数量的活跃时隙以保障数据的实时传输。针对链式网络,利用动态规划递归地增加节点的活跃时隙获得满足延迟约束的最优解;针对树状网络,利用免疫遗传算法调整活跃时隙以满足端到端延迟约束。仿真结果表明:动态规划算法可以在链式网络中获得最优解,而在树状网络中,免疫遗传算法可以弥补动态规划算法的不足,以较低的复杂度有效地控制低占空比传感网的端到端延迟。

煤矿井下NPC型三电平静止无功补偿器控制延迟的电流环补偿

针对煤矿660 V电压特点,对二极管箝位型(NPC)三电平结构作为主拓扑的矿用隔爆型SVG补偿无功原理进行了研究,在此基础上对控制器设计中因滤波和数字处理器等环节引起控制闭环时间延迟影响自身功率的现象进行了分析;通过与建模补偿法补偿时间延迟的比较,提出了通过补偿电流环的方法减小无功。试验结果表明通过补偿电流环的方法保证自身单位功率因数的方法简单有效,同时保证了无功补偿效果更好。

高速公路模糊延迟反馈匝道混沌控制信号施加策略

研究采用模糊延迟反馈法的高速公路匝道混沌控制信号施加策略问题。针对交通系统的不确定性和非线性,建立以高速公路匝道为研究对象的对称双车道元胞自动机模型,选择全线总时间为评价高速公路匝道混沌控制效果的性能指标。采用高速公路匝道模糊延迟反馈混沌控制方法,通过仿真试验就高速公路匝道混沌控制信号施加条件与时机、取消条件与时机,与传统匝道控制方法的物理效果进行比较分析。结果表明当交通需求与道路通行能力接近的情况下,依据是否混沌迅速加入和取消混沌控制信号,能实现交通流从无序状态到有序状态,从而达到抑制交通拥堵、减少车辆通行时间、提高道路通行能力的目的,效果优于传统高速公路匝道控制方法,证明了这个具有开关功能的高速公路匝道混沌控制原理的可行性和有效性。

带延迟反馈控制的二元机翼颤振稳定性分析

研究了单自由度线性气动弹性系统在延迟反馈控制作用下的颤振稳定性特性。首先根据气动弹性系统的力学模型和控制方程,建立了带延迟反馈控制气动弹性系统的闭环反馈系统数学模型,利用Nyquist判据对系统进行了频域稳定性分析。进而采用根轨迹方法就反馈增益和延迟时间进行参数分析,获得系统的颤振稳定性边界。分析结果表明,延迟反馈会降低系统的颤振品质。在MATLAB/SIMULINK环境下进行了时域数值仿真,验证了频域理论分析结果的正确性。本文建立的分析方法可推广应用于带延迟反馈控制的多自由度气动弹性系统的颤振稳定性分析。

叶片失速延迟控制垂直轴风力机气动性能

以麦克马斯特大学H型垂直轴风力机为基础,在叶片上加设射流管,设计一种叶片失速延迟控制垂直轴风力机。基于CFD方法计算典型工况下叶片失速延迟控制垂直轴风力机的功率,分析风场的涡强和风速分布特性。研究结果表明:在相同几何尺寸和工况下叶片失速延迟控制风力机的风能利用系数比麦克马斯特大学H型垂直轴风力机的高,在尖速比为1.3时,最大风能利用系数达到0.33。在叶片上加设射流管对于延迟层流分离具有显著作用。