三端智能软开关运行控制模式切换技术

多馈线故障下,提出三端智能软开关(soft open point,SOP)运行控制模式切换技术。首先,结合三端SOP控制模式的内外环结构,提出了一种改进控制逻辑的控制模式切换策略;然后,为实现多馈线故障下SOP各工作模式间平稳过渡,提出了适用于多馈线故障下三端SOP的控制模式切换流程;接着,通过采用相角预同步策略,保证了失电馈线并网时相角的平滑性;最后,搭建了含三端SOP的配电系统模型,并进行仿真。仿真结果表明:所提的运行控制模式切换技术能减少直流侧最大电压波动,各端口电压和相角能够平稳过渡。

主动配电网分层分布控制模式切换研究

大量可再生能源接入电网给配电网的控制带来了巨大挑战,传统配电网的被动控制已经不能满足对配电网能量双向流动的实时控制,发展研究主动配电网分层分布控制能实现对可再生间歇式能源的有效消纳及控制。文中将主动配电网(ADN)划分成3层控制结构,根据全局优化及馈线控制误差(feeder control error,FCE)提出定交换功率控制、区域协同控制、区域自治控制3种模式及它们之间进行主动切换的条件、方法。最后通过MATLAB/Simulink建立一个简单的ADN配电系统模型进行仿真,算例仿真结果验证了这3种模式之间切换的正确性及有效性。

汽轮机功率控制模式切换引发轴系振动异常的机理分析及实验研究

汽轮机高压调节阀在进行功率控制模式(单阀-顺序阀状态之间)切换时,可能引起高压转子-轴承系统振动异常增大的问题,且较为普遍。通过对实际机组异常过程的相关数据进行分析,发现高压调节阀门切换时阀位晃动与振动异常存在相关性,进而通过机理分析和数值模拟,判断异常原因在于阀位晃动引起径向汽流力突变冲击。在实际机组上开展验证实验,通过优化阀门流量特性减小调节过程阀位晃动,消除了这一异常问题。

高压直流输电逆变侧控制模式切换对后续换相失败的影响

交流系统故障造成的交流电压降低、直流电流升高和电压过零点偏移是高压直流输电系统换相失败的主要原因,但无法解释高压直流输电系统在故障恢复过程中出现的后续换相失败现象。对此,从逆变侧故障恢复过程中控制模式切换的角度入手,考虑了控制模式变化情况对后续换相失败的影响,提出了一种抑制后续换相失败的变关断角控制策略,用逆变侧定电流控制和定关断角控制输出的差值去修正定关断角控制的整定值,让逆变侧定关断角控制跟踪定电流控制,实现了控制模式提前平稳切换。在PSCAD/EMTDC中运用CIGRE标准测试模型实现了所提出的控制策略,仿真结果验证了其有效性。

条件技术在控制模式切换中的应用

工业过程控制中存在着各种控制模式,在各种控制模式之间的切换会使系统产生饱和现象,影响系统的性能。通过在具有控制模式切换的系统中引入条件技术的可行性参考输入的概念,设计抗饱和控制器,减小由于模式切换过程产生的对被控对象产生的阶跃影响。通过仿真证明了所设计的抗饱和控制器缩短了系统输出的调节时间,削弱了由于模式切换对被控对象带来的阶跃影响,使整个控制系统具有明显的抗饱和效果。

面向多网融合的列控系统双套车载控制模式切换方案探讨

为了适应大都市圈轨道交通一体化发展需求,需要通过多种制式轨道交通线路协同运行来提高城市群都市圈的一体化运输效率。通过比较CBTC系统和CTCS2+ATO系统的差异和共同点,提出了一种双套车载设备在共管区域切换控制模式的技术方案;描述了共管区域地面设置、联锁照查关系、双套车载配置方案、控制模式切换流程等;阐述了方案的适用范围。

计及转子侧变换器控制切换模式差异的双馈风电场多机表征方法

受风速、机端电压跌落分布等影响,双馈风电场内机组故障行为特性各异,如何建立保留机群故障特征的风电场等值模型得到广泛关注。然而,仅依靠Crowbar状态表征双馈风电场内机群故障特征的差异性,会出现在轻微故障情况下风电场等值模型精度低的问题。为此,文中通过分析电网故障下场内机组转子侧变换器不同控制模式切换、Crowbar状态切换特性,探明了主导机群控制保护序贯切换模式差异的关键因素。推导了转子侧变换器控制切换模式与机端电压跌落分布、风速分布之间的关联规律,以识别机群转子侧变换器控制模式切换的差异性,从而提出了机群分类方法,以建立风电场多机等值模型。最终,对比分析了不同电网故障场景下所提等值模型、基于有功响应的等值模型、基于Crowbar状态的等值模型和单机等值模型与详细模型相比所提供短路电流幅值误差结果,验证了故障全过程中所提等值模型能更为准确地刻画整个风电场的短路电流幅值变化规律。

基于转矩-转速模式切换的电机控制研究

转矩-转速模式在线切换过程中的过大电流变化率易对电机及控制器造成损害,为降低切换过程的电流冲击,提高转速同步的快速性和稳定性,以永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)为控制对象,提出了一种在电机模式切换过程中加入过渡过程使切换点后移的转速调节方法。过渡过程中仍采用转矩模式控制,基于对负载转矩的观测设计过渡过程的目标转矩,使电机模式切换点前后系统的转矩和转速保持一致,从而将系统状态平稳过渡到目标状态。仿真及试验结果表明:该方法可减少电机模式切换过程中的电流冲击,提高转速响应的快速性和稳定性。

四轮驱动混合动力轿车驱动模式切换控制

混合动力汽车存在多种驱动模式,模式切换过程中相关动力源输出转矩的协调控制对车辆动力性及驾驶性能有重要影响。以四轮驱动混合动力轿车为研究对象,针对其在驱动过程中的模式切换可能导致的驾驶性能变差问题,重点考察纯电动向四轮混合驱动模式的切换过程,考虑动力耦合过程发动机和轮毂电机间动态特性的差异,设计出无扰动模式切换控制策略。在Matlab/Simulink/SimDriveline软件平台上建立四轮驱动混合动力轿车前向仿真模型,对模式切换控制策略的性能进行模拟。仿真和实车试验结果表明:所设计的模式切换控制策略可保证模式切换过程中的动力传递平稳性,有效地抑制了因动力耦合所造成的纵向冲击,在满足驾驶员需求转矩的前提下,提高了四轮驱动混合动力轿车的驾驶性能。

VSC-HVDC输电系统模式切换控制策略

分析了基于电压源换流器的高压直流(VSC-HVDC)输电系统在定直流电压控制端交流电网故障下的模式切换控制策略,提出了基于滞环和本地直流电压检测的模式切换控制,并给出了该控制的实现方法。推导了正常运行时VSC-HVDC输电系统直流功率与两侧换流器直流电压的关系式,给出了定有功功率控制端的直流电压正常工作范围的计算方法,提出了模式切换控制策略中直流电压阈值和故障穿越期间直流电压参考值的确定方法。最后,PSCAD/EMTDC仿真验证了在不同故障类型和不同运行方式下VSC-HVDC输电系统模式切换控制策略的有效性;仿真结果表明,该直流电压阈值和参考值的确定方法能够为模式切换控制策略的指令值整定与配合提供可靠参考。

HEV多领域物理建模与模式切换控制仿真

为了加快某新型混动力汽车控制系统开发、降低成本,利用基于Matlab/Simulink平台的多领域物理系统建模工具SimPowerSystems和SimDrivelines建立其动力驱动系统及传动系统的仿真模型。在此基础上,提出了纯电动至发动机驱动、发动机驱动至联合驱动典型模式切换过程的控制策略,并对这两种模式切换过程控制策略的性能进行仿真分析。仿真结果表明所设计的模式切换控制策略可以保证模式切换过程动力传递的平稳性,所建立的混合动力汽车多领域物理系统模型的合理性和可行性,为混合动力汽车建模与控制仿真提供一条快捷而有效的新途径。

增程式电动汽车多模式切换控制策略与性能仿真

为了改善增程式电动汽车各项性能,依据某款电动汽车性能要求,对整车动力系统进行了动力系统参数匹配,在串联式混合动力电动汽车模型的基础上,运用Advisor对蓄电池、发电机等模型进行了优化与改进,对控制策略进行了仿真建模,分别计算出发动机的高效与最优工作区域,建立了动力切换控制逻辑关系,在CYC_1015循环工况下对整车性能进行了研究。结果表明,整车动力性、经济性和排放性均得到显著改善,最高车速大于140 km/h,燃油机节油率达到37%,电动机峰值扭矩170 N·m,工作效率为82.8%,比优化前提高3%;发动机峰值扭矩80 N·m,工作效率为19.4%,比优化前提高29%;HC、CO、NOx排放量与优化前相比分别减少了75%、69.3%、100%。

并联式混合动力汽车能量管理与模式切换控制研究

并联式混合动力汽车是实现节能减排的一种有效解决方案,相比于传统燃油汽车,并联式混合动力汽车存在能量管理、模式切换控制等问题。该文分析了基于规则的能量管理策略、实时优化能量管理策略、全局优化能量管理策略和基于智能控制的能量管理策略的研究现状和发展趋势,指出能量管理策略实用性和控制效果之间的矛盾,是待解决的关键问题之一。分析了电机转矩补偿、离合器控制、电机与离合器协调控制等模式切换控制方法的研究现状和发展趋势,实时精确估计发动机、电机和离合器转矩实际值是难点之一,综合考虑系统参数时变、非线性、响应延迟等特性是模式切换控制的研究方向。结合相关智能控制算法,深度耦合能量管理与模式切换控制将成为未来的研究热点。

驾驶机器人车辆的多模式切换控制

为实现不同驾驶工况下精确的车速与轨迹跟踪,提出了一种驾驶机器人车辆多模式切换控制方法。通过分析驾驶机器人操纵自动挡车辆踏板与转向盘的运动,建立了驾驶机器人加速与制动机械腿和转向机械手的运动学模型和车辆纵横向动力学模型。在此基础上,设计了加速/制动机械腿切换控制器、模糊PID/模糊PID+Bang-Bang车速切换控制器和模糊PID/模糊PID+Bang-Bang转向切换控制器。加速/制动机械腿切换控制器以目标车辆加速度为切换规则,协调控制加速和制动机械腿,车速切换控制器以车速误差作为Bang-Bang控制器的模式决策准则和模糊PID控制器的输入,转向切换控制器以轨迹跟踪侧向误差作为Bang-Bang控制器的模式决策输入,并以当前与下一个控制时刻横摆角速度之差作为模糊PID控制器的输入。仿真和试验结果验证了所提出方法的有效性。

双馈式船舶混合轴带系统多模式平滑切换控制技术研究

根据远洋船舶负荷变化大、转速变化宽的特点,双馈式船舶混合轴带系统可充分利用主机富裕功率,提高船舶运行效率,同时具有励磁容量小的优点。利用电机优良的控制性能,混合轴带系统能在柴油机独立推进、轴带发电以及并车推进三种模式下稳定工作并实现灵活、平滑切换。论文对双馈式船舶混合轴带系统多模式平滑切换控制策略进行研究,并通过原理样机开发和大量实验对其有效性进行了验证。相关工作将为进一步实现双馈式船舶混合轴带系统产业化奠定基础。

并联复合式电磁悬挂模型参考多模式切换控制研究

传统馈能悬挂难以平衡减振和馈能之间的矛盾关系,针对该问题提出由电磁作动器和磁流变减振器组成的并联复合式电磁悬挂结构方案。为提高并联复合式电磁悬挂对不同路况的适应能力,考虑其具备不同工作模式的特点,设计了模型参考多模式切换控制器,并以提高乘坐舒适性为目标确定了切换指标、阈值及相应的控制参数。针对切换指令的离散特性和悬挂系统状态变化的连续特性,基于Stateflow软件设计了多模式切换控制系统,并确定了相应的切换规则和切换流程。对模型参考多模式切换控制器的性能进行了仿真和试验验证。结果表明:该模型参考多模式切换控制器可有效地实现并联复合式电磁悬挂各工作模式之间的切换,提高了并联复合式电磁悬挂对不同路况和驾驶需求的适应性,有效平衡了减振及馈能之间的矛盾关系。

考虑时序配合的主从微电网平滑切换控制

微电网具有离网和并网两种典型运行模式,而平滑切换技术是保障模式间平稳过渡的关键。研究了微电网切换过程中控制模式切换与物理状态切换之间存在的时序配合问题。给出了可行的时序配合准则,进一步结合主从微电网中储能系统的集中控制方式,提出了考虑切换时序协调配合的微电网平滑切换控制策略。通过仿真分析和现场运行测试,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

风光柴储微网系统运行模式切换控制策略探讨

风光柴储微网系统是当前电网并网研究的热点,通过对风光柴储微网系统的结构进行分析,对风光柴储微网系统的并网策略进行探析,对微网并网的算法进行设计,对微网并网的策略进行了分析,最后研究了风光柴储微网系统解列控制策略,为风光柴储微网系统并网提供了指导。

模块化NPC逆变器中点电位平衡及环流抑制的协同控制策略

本文研究了一种模块化三相三线制中点箝位型(Neutral Point Clamped—NPC)三电平逆变器中点电位控制与环流抑制的协同控制技术。首先介绍了模块化逆变器系统的整体结构与可切换的控制模态;然后针对NPC并联系统中特有的中点电位问题与模块间不均流的问题,提出一种和零序环流协同控制的准比例谐振的中点电压平衡算法。所提的优化控制方法可使NPC逆变器保证输出波形质量的同时具有更宽的稳定运行范围。仿真结果验证了理论分析的正确性。

智能汽车路径跟踪混合控制策略研究

针对传统单一控制算法无法有效协调智能汽车不同转向工况下横向控制性能要求的问题,根据智能汽车在高速和低速转向工况下呈现出的系统特性差异,设计了一种基于PID控制和模型预测控制的智能汽车路径跟踪混合控制策略。该控制策略在低速模式下采用PID控制,在高速模式下则采用模型预测控制,通过车辆速度确定路径跟踪控制模式,进而设计带稳定监督的控制模式切换机制,实现了横向控制系统的平滑切换。基于Carsim和MATLAB/Simulink仿真平台对所设计的智能汽车路径跟踪混合控制策略进行了仿真验证,在此基础上,进一步完成了实车试验。仿真和实车试验结果表明,所设计的混合控制策略能够保证智能汽车不同速度下的路径跟踪性能,具有较好的跟踪精度、实时性和车辆行驶稳定性。