电动机使用维修技术连载之六 自动控制补偿器降压起动线路

农村中一些较大功率的机器设备,常用的是自动起动补偿器,即自动控制补偿器.这种补偿器的线路原理附图.图中,T_1是自耦变压器.T_2是指示灯变压器.KM_1是接成Y形作起动用的接触器.KM_2是作运转用的交流接触器.KR为热继电器.KT为时间继电器.K为中间继电器.FU为熔断器.

复合前馈补偿的超磁致伸缩执行器精密伺服控制

研究了一种内嵌超磁致伸缩执行器(GMA)的智能镗削装置,针对GMA迟滞非线性,给出了一种基于复合前馈补偿的精密伺服控制方法。简要介绍了经典Preisach迟滞数值模型的实现方法,给出了一种基于迭代的迟滞非线性补偿方法以避免直接求取Preisach逆模型。讨论了迭代算法的实现步骤,验证了算法的可行性。分析了异圆销孔的镗削加工特点,在迭代补偿的基础上设计了重复控制补偿器,并结合两种补偿方法,给出了一种基于复合前馈补偿的PID控制方法,最后通过实验检验了方法的有效性。实验结果表明:在开环情况下,所给的迭代算法可以将GMA的迟滞非线性由补偿前的-15.7%^+11.8%减小到-4.6%^+5.2%,而基于复合前馈补偿的PID控制则可将误差进一步减小到±1μm以内。实验表明,迭代补偿算法是有效的,该算法在补偿迟滞非线性的同时可避免直接求取Preisach逆模型,而基于复合前馈补偿的PID控制方法还可进一步提高GMA的控制精度。

星载遥感器扫描运动控制补偿信号的生成与模拟

研究利用星载遥感器扫描运动控制补偿提高图像质量的方法。分析了图像运动主要干扰因素及其影响 ,把干扰因素分为长周期干扰和短周期干扰 ,分别采用图像运动补偿和扫描镜扫描运动补偿来修正。针对扫描镜扫描运动补偿 ,讨论了星载扫描镜扫描运动控制和扫描运动补偿方法。基于航天动力学 ,研究了扫描运动补偿信号的生成方法。通过模拟 ,得出了姿态等因素对扫描运动的影响和定量的补偿信号。

进口大型球形补偿器安装质量控制

本文根据大直径长距离中压蒸汽管线安装工程的施工实践，着重对引起球形补偿器安装偏移量误差的因素及危害进行分析，优化安装程序和控制措施，保证管线的自由热膨胀，减少或消除管线运行中的热应力。

飞机舵机电动伺服系统的摩擦补偿控制策略

为了解决非线性摩擦力导致飞机舵机电动伺服系统的控制性能降低这一问题,提出了一种基于改进蜂群算法的系统摩擦辨识与控制策略。首先,引入LuGre摩擦模型对系统进行数学建模,提高模型的准确性;其次,利用tent混沌映射、自适应反向轮盘赌概率选择方法及动态位置搜索方法对蜂群算法进行改进,提高算法搜索能力的自适应性、全局搜索能力和收敛精度,进而提高摩擦模型参数辨识精度;最后,结合辨识后的摩擦模型设计复合控制补偿器以补偿系统运行时产生的非线性摩擦力。实验结果表明,改进蜂群算法方法可以使摩擦参数的辨识值更精确。同时在复合补偿控制器作用下,系统跟踪误差值由1.86 Nm降至0.23 Nm,减小了约87.6%,降低了摩擦力对系统性能的影响,提升了系统的控制精度。

基于自适应动态面方法设计的TCSC控制器

针对带有TCSC的单机无穷大母线系统的三阶模型,在考虑阻尼系数未知的情况下,利用自适应动态面方法设计控制器,并获得自适应参数替换律.此设计方法由于加入了2个低通滤波器,既避免了传统的逆推算法对模型的不确定性反复多次求导,又避免了因"微分项的爆炸"引起的算法复杂性,从而简化了算法.所设计的鲁棒自适应动态面控制器保证了闭环系统的半全局渐进稳定并且使得输出跟踪所期望的轨迹.仿真研究结果表明了所设计的控制器的有效性和可行性.

基于六脉波电压源逆变器的SSSC直流电容电压控制机理

对一个包含静止同步串联补偿器(SSSC)的纯感性线路的三相系统,计算了基于六脉波电压源逆变器(VSI)的SSSC在感性、容性补偿方式下一周期内的交、直流侧电流及直流电容电压;结合PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真,全面分析了电流对直流电容充放电的影响、开关器件导通周期。计算、仿真及分析结果表明当SSSC注入的串联可控电压与线路电流正交时,电容电流对电容的充放电不起作用,SSSC与系统间仅交换无功;当不完全正交时,电容电流影响电容的充放电,SSSC与系统间不仅交换无功,亦交换有功。

基于行波模型的结构响应控制研究

从理论和实验两方面研究了基于行波模型的结构梁响应控制方法。在梁及压电陶瓷作动器等处采用行波理论模型 ,导出了抑制柔性梁中行波传播的主动控制律及相应的控制补偿器。这是一个具有超越函数的补偿器 ,并在1 0 0～ 30 0 Hz的中频段 ,根据近似拟合的补偿器进行了主动控制实验研究 ,实验结果达到了 5 0 %的良好的控制效果。

基于最优变目标策略的TCSC与励磁系统协调控制

发电机励磁系统以及可控串联电容补偿器(thyristor-controlled series capacitor,TCSC)对远距离输电系统的稳定性影响很大。基于最优变目标控制(optimal variable aim control,OVAC)理论,提出了TCSC与励磁系统协调控制的方法。首先针对含有TCSC的单机无穷大系统的非线性模型,建立了状态空间方程;然后利用最优变目标控制理论推导出了TCSC与励磁系统的协调控制规律;最后利用算例进行了仿真验证。仿真结果表明,该策略提高了系统阻尼,有效地抑制了系统的功率振荡,改善了系统的稳定性。

基于非参数化模型的TCSC与SVC控制

考虑到电力系统实际应用中很难获得准确的网络拓扑和参数 ,使得 FACTS控制器的参数化模型的建立与验证极为困难 ,提出采用采样调节器设计技术进行晶闸管控制串联补偿器( TCSC)与静止无功补偿器 ( SVC)的控制 ,以提高系统的暂态稳定水平。所采用的采样调节器设计技术只需事先获得系统的开环阶跃响应 ,完全建立在非参数化模型之上 ,它不但能保证闭环系统的稳定性和优越的动态性能、稳态零误差 ,而且对电力系统的非线性及运行点的变化具有足够的鲁棒性。最后 ,通过 NETOMAC仿真软件在我国阳城—淮阴输电工程中进行了仿真验证 。

基于SIMULINK的SVC控制系统的设计

在分析SVC工作原理基础上设计了SVC控制系统,并运用MATLAB/SIMULINK仿真软件对控制系统中的电压控制模式、恒导纳控制模式、慢速导纳控制及增益优化等功能进行了数字建模,提出了MSC/MSR软投切控制,实现了SVC无功输出的无缝变化。仿真结果表明,该SVC控制系统的快速性、连续性和准确性是其他调控手段不能比拟的,建议推广使用,供借鉴。

UPFC与其他FACTS装置的协调控制研究

基于统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)以及目前常用柔性交流输电系统(flexible alternative current transmission systems,FACTS)装置(晶闸管控制串联补偿器(thyristor controlled series compensation,TCSC)、静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)等)模型,对它们之间的协调控制原理进行机制分析,借助仿真分析获得各种装置关键控制参数及其控制规律;然后提出同时考虑统一潮流控制器及其他FACTS装置的协调控制策略,以IEEE-9节点系统验证该策略的可行性;最后将其应用到实际分区电网中,实现基于模糊综合评判的分层协调控制。

用于抑制低频振荡的TCSC鲁棒控制设计

基于H∞鲁棒控制理论,提出了一种附加阻尼控制器的设计方法,对含有TCSC的单机无穷大系统,建立了状态空间方程,利用MATLAB工具箱求出H∞控制器传递函数。仿真结果表明,该策略具有良好的鲁棒性,能提高系统阻尼,有效地抑制低频振荡,提高了电力系统的稳定性。

基于H桥级联D-SSSC实现的多端口电源潮流控制

针对传统静止同步串联补偿器(SSSC)应用于分布式电源(DGs)系统中存在的电压等级、系统损耗及模型差异等问题,提出一种基于H桥级联分布式SSSC(D-SSSC)实现的DGs系统潮流控制方法。首先,在建立DSSSC统一数学模型的基础上,指出多电平级联拓扑对于DGs中压电网的适用性。在此基础上,指出D-SSSC同一时刻对有功、无功功率调节的唯一性特征,并对比两种直流母线电压(定、变直流母线电压)控制方法。最后,基于1 000 kW双端供电DGs输电系统进行D-SSSC实验,结果表明D-SSSC对DGs输电系统潮流控制的可行性。此外,变直流母线电压对提升D-SSSC系统运行效率及抑制电磁干扰(EMI)具有一定积极意义。

通过SVC和TCSC联合改善异步机风电场暂态电压稳定性研究

用静止无功补偿器(SVC)和可控硅控制串联补偿器(TCSC)进行联合补偿,以提高异步风机风电场的暂态电压稳定性。在Matlab/Simulink中搭建了风电场及相关电网模型,通过仿真计算验证了SVC和TCSC对异步机风电场与电网暂态电压稳定性的作用。研究结果表明:在风速随机波动的情况下,SVC能动态地补偿无功功率,保持系统的暂态稳定性;当接入电网发生三相短路的大扰动故障时,TCSC能够有效地恢复机端电压,提高了风电场的低电压穿越能力。

考虑谐波特性的简化TCSC动态相量法模型

对TCSC进行精确、快速仿真和有效控制,使用基于时变傅里叶级数的动态相量法进行建模。为提高模型精度在推导过程中考虑了电容电压的谐波特性,同时有效解决了动态相量法本身固有的状态空间方程阶数随着计及频率成分增加而迅速增长的问题,使得TCSC的动态特性最终由一个两阶的状态空间方程描述。仿真结果表明,该模型在整个容性工作区域都有较高的精度,即使在接近谐振点的区域,误差也低于1%。通过与时域模型的比较,验证了所提出模型的精确性、有效性和快速性。

TCSC的非线性逆推设计

针对带有TCSC(ThyristorControlledSeriesCompensation)的单机无穷大总线系统的非线性二阶模型,使用逆推方法设计了TCSC的非线性控制器·基于逆推设计方法,无需对原系统进行线性化,并能保证闭环误差系统在Lyapunov意义下渐近稳定·当系统存在常参数不确定性,例如阻尼系数不能精确测量的情况下,应用自适应逆推方法还可以设计一个动态反馈控制器,其中含有对未知参数的实时估计·设计过程表明逆推方法设计的控制器拥有更优越的性能·

TCSC系统的自适应minimax干扰抑制控制器设计

针对含有未知外部干扰和不确定参数的非线性晶闸管控制串联补偿器(TCSC)系统,提出一种2增益干扰抑制算法.将minimax方法引入耗散Hamilton系统,消除了不等式假设条件的约束;构造检验函数,推算出系统所能承受的最大干扰程度,降低了传统干扰处理方法的保守性;采用参数映射方法设计自适应律,提高了参数跟踪效率.最后通过机械功率和对地短路故障的仿真结果表明了所提出的控制方案能够有效改善系统的暂态性能.

一种新型柔性交流输电技术的研究

阐述了分布式柔性交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystem,简称FACTS)的概念及其分布式控制器的结构,对分布式FCATS控制器与目前集中式FACTS装置的结构与性能进行了对比。设计了基于有源可变电感的小容量分布式静止串行补偿器,验证了该补偿器的潮流控制作用。论述了实现低成本和高可靠性分布式FACTS补偿方案的可能性。

一种改进的近似动态规划方法及其在SVC的应用

近似动态规划的基本思想是通过近似计算代价函数,从而避免动态规划中的"维数灾"问题。随机选取初值使得近似动态规划方法需要多次的学习才能最终收敛,极大地限制了在实际系统中的应用。针对上述问题,提出一种基于改进PID神经网络的直接启发式动态规划算法,将初始执行网络与PID控制器之间建立起一种等价关系,因此可以利用已经设计好的PID控制器来指导其初值选取,从而使算法收敛性大大提高。改进的神经网络与常规PID神经网络相比,结构简单且具有更好的扩展性,性能上具有更强的鲁棒性。对4机2区系统的静止无功补偿器附加阻尼控制进行仿真测试,仿真结果表明基于改进PID神经网络的直接启发式动态规划算法和初值选取方法的有效性,并且在部分状态反馈和延时两种情况下有着很好的控制效果。