不平衡电网下电流源型PWM整流器改进型无差拍控制

三相电流源型PWM整流器运行在电网电压不平衡情况下,引起直流侧及网侧电流存在大量低次谐波,势必对后级变换器供电稳定性、安全性等存在不利影响。针对该问题,首先建立整流器数学模型,推导出不平衡电网下直流侧电压和网侧电流表达式,揭示出系统直流侧和网侧电流产生低次谐波的机理。其次,根据瞬时功率理论设计内环电流参考指令,并利用无差拍控制实现网侧电流对参考电流的跟踪。然而传统无差拍控制存在延时问题,将影响网侧电流的跟随性能,造成电能质量下降。为解决该问题,提出了网侧电流内环改进型无差拍控制,利用两步预测法补偿系统延时。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,验证所提控制策略的正确性与有效性。结果表明,所提方法能有效抑制直流侧和网侧电流低次谐波,实现网侧电流正弦化和直流侧电压稳定输出。

作业型遥控水下运载器的多变量backstepping鲁棒控制

针对作业型遥控水下运载器(ROV)存在复杂外干扰、参数不确定性以及强非线性耦合的特性,提出了作业型ROV的多变量backstepping控制方法.使用Lyapunov稳定性分析方法,证明了当存在系统参数不确定性和未知常值外干扰的情况时,系统的局部渐近稳定性,以及跟踪误差的局部渐近收敛性.针对作业型ROV在动力定位时的特点,得到了系统动力定位时的四自由度简化模型.仿真结果表明,所提出的多变量backstepping鲁棒控制器具有比常规PID控制器更好的控制品质和鲁捧性能.

基于改进粒子群算法的自适应构网型变流器控制策略

构网型控制是一种改善新能源高渗透率下电力系统稳定性问题的技术手段。针对传统构网型变流器均采用固定参数控制而未能发挥出最佳调频效果这一问题,基于构网型变流器控制参数可调的特点,提出一种自适应控制策略,以优化构网型变流器的输出并改善电力系统的动态特性。首先,通过仿真实验得到典型构网型变流器虚拟惯量和阻尼系数在大功率事件下对系统动态特性的影响;其次,研究典型构网型变流器的频率曲线与功角曲线,提出包含频率偏差和频率变化率的自适应构网型变流器控制策略;然后,通过改进粒子群算法对自适应控制策略涉及参数进行整定;最后,基于MATLAB/Simulink搭建的微电网模型,验证所提控制策略的稳定性与鲁棒性。仿真结果表明,所提控制策略可以自适应改变控制参数,使构网型变流器的输出能够满足系统各个阶段的不同需求,优化电力系统的动态特性。

基于改进型扩张状态观测器的永磁同步电机无模型预测电流控制

针对基于扩张状态观测器的永磁同步电机无模型预测电流控制策略在电机电感参数失配时电流控制性能下降、转矩脉动增大的问题,提出一种基于改进型扩张状态观测器的无模型预测电流控制策略。在扩张状态观测器中添加非参数模型电感辨识算法,该算法利用d轴扰动估计值计算得到电机辨识电感,将其反馈到下一时刻扩张状态观测器的电流与扰动估计中,消除电感失配对于传统扩张状态观测器的不利影响。将辨识电感用于无模型预测电流控制的输出电压指令的计算,进一步增强无模型预测电流控制的参数鲁棒性。搭建电机转矩控制系统进行实验,结果表明,该控制策略的参数鲁棒性强,具有良好的电流控制性能,在电机电感失配时能有效减小电机转矩脉动,具备较高的工程应用价值。

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。

多机电力系统TCSC改进自适应backstepping滑模控制

针对含TCSC的两区域互联电力系统,将其等值为两机系统,采用改进backstepping方法、自适应控制以及滑模控制,设计了一种全新的非线性鲁棒控制器。在设计阻尼系数的参数替换律时,采用浸入和不变自适应控制,突破了确定性—等价性原理。将虚拟控制变量的导数看作不确定项,采用滑模控制补偿其不确定性,解决了backstepping方法的＂系数膨胀＂问题。而且,在设计中,未对系统的数学模型采用线性化方法,使系统的非线性得以保留。最后,仿真结果表明,所设计的控制器明显提高了输电系统的暂态稳定性。

基于改进型LADRC的皮带机外转子永磁直驱调速控制策略的研究

煤矿皮带机外转子永磁直驱控制系统中的传统的PI控制器易受到外界扰动的影响,会存在启动电机转速超调以及在随机负载扰动下电机转速和转矩脉动较大等问题,本文对转速环进行改进,通过将转速和q轴电流引入自抗扰控制器,设计滑模负载转矩观测器与线性自抗扰控制器协同控制,来观测随机负载的扰动,并对i_(q)^(*)做出相应的补偿,能进一步提高自抗扰控制策略的抗扰动能力。为了模拟实际工况,在随机负载条件下用Matlab/Simulink对控制策略进行仿真分析,结果表明所改进的控制策略能使皮带机实现良好的“s”型启动特性,相比较PI控制,能有效抑制电机转速超调、有效降低随机负载变化对转速和转矩脉动的影响,提高了皮带运输机在复杂的工况下的稳定性和可靠性。

基于改进型Smith预估计器与大数据的光伏电网调频逐步惯性控制方法

光伏电网频率调整过程中,依靠常规Smith预估控制器实现电网调频控制,对模型精度具有较强的依赖性,控制策略实施后最大频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)较大。因此,提出基于改进型Smith预估计器与大数据的光伏电网调频逐步惯性控制方法。首先,采集历史气象数据和光伏电网运行数据,应用大数据分析领域的密度峰值聚类算法进行划分处理,再筛选相似日数据输入长短期记忆网络中,预测出未来光伏发电的功率变化;然后,依托逐步惯性控制思想,设计包含短时超发、转速恢复等多个阶段的电网调频控制策略,将模糊自适应比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制器融入常规Smith预估计器,从而升级得到优化版的Smith预估计器;最后,在不受被控模型变化影响的情况下,依据预估补偿原理完成逐步惯性调频控制,并应用麻雀搜索算法求解出最优控制参数。实验结果表明:该控制方法实施后,光伏电网运行过程中最大RoCoF仅为0.086 Hz/s,有效降低了对模型精度的依赖性,保证了电力系统的稳定运行。

改进型PID算法在磁悬浮控制系统中的应用

本文针对常规PID算法在磁悬浮控制系统应用中的不足,在比例、积分和微分等控制环节进行优化改进,提出一种改进型PID算法,并在搭建的仿真模型和实际应用中,对比分析常规PID磁悬浮控制策略与改进型PID控制策略对控制系统性能的影响。结果表明,基于改进型PID控制策略的控制系统响应的速度更快、超调量更小、控制悬浮精度高。

基于改进型120阀的整组煤炭漏斗车底门开闭控制系统

介绍了一种由改进型120阀控制的整组煤炭漏斗车底门开闭控制系统,对该控制系统的开关门原理进行了分析,对其配置和运用效果进行了说明。

基于粒子群算法优化的汽车天窗改进型自抗扰控制

针对当前汽车天窗继电器闭合后,电动机控制天窗平移开闭、起翘开闭及防夹回退响应滞后问题,将内部不确定因素和外部环境干扰视为一个综合影响因素,提出了一种基于粒子群算法优化的改进型自抗扰控制方法,旨在改善汽车天窗的响应性能。首先,设计了一种新型cfal函数,解决了fal函数在拐点处不平滑容易引发抖动和控制系统不稳定的问题。接着,基于这种新型非线性cfal函数,构建了改进型扩张状态观测器,实现了对天窗扰动影响的实时估计。最后,采用粒子群算法进行内部参数优化调节,进行了汽车天窗系统的控制实验,并将该方法的输出响应曲线与传统ADRC控制进行了对比分析,实验结果验证了这种自抗扰控制方法在提升汽车天窗响应性能方面的优越性和可行性。

并联型混合有源电力滤波器backstepping控制

基于backstepping的方法提出了一种应用于并联型混合有源电力滤波器（SHAPF）的控制方法。首先在三相静止坐标系中建立SHAPF的数学模型，然后变换到d-q坐标系下设计控制器。控制系统分为电流环和电压环分别进行控制，电流环通过使得李雅普诺夫函数的导数始终为负求得电流控制律，电压环采用PI控制器。直流侧电压能够稳定在80V，有效的降低了有源滤波器部分的容量。仿真和实验都验证了该算法有良好的稳态以及动态补偿效果。

基于改进自适应backstepping的三相光伏并网逆变器控制器设计

针对三相光伏并网逆变器模型存在参数未知的问题,提出了一种改进自适应控制方法设计控制器,在每一步的虚拟函数设计中引入K类函数,保证闭环系统的稳定,加快系统状态变量收敛速度。仿真结果表明,相对于传统自适应控制方法,该方法更加优良有效。

基于改进型下垂控制的微电网多主从混合协调控制

考虑到微电网中包含有多个分布式电源,需要根据分布式电源的类型采用不同的控制方法,从而实现不同的协调控制策略。在对传统的下垂控制进行改进的基础上,考虑到传统主从控制与对等控制的优缺点,提出了将改进型下垂控制应用到介于主从控制与对等控制之间的一种混合控制方法中,即两个或两个以上的分布式电源采用改进型下垂控制,并将这些下垂微电源整体作为主控部分,其余的微电源采用恒功率控制作为从控部分。最后,在MATLAB/Simulink软件中搭建了多下垂混合控制的微电网模型和传统的主从控制微电网模型,对两种控制的微电网分别进行孤岛、并网、投切负荷等操作进行了仿真比较,并分析了运行中各项参数变化的影响。仿真结果表明多下垂混合控制相比于传统的主从控制具有更好的适应性和稳定性。

多微源独立微网中虚拟同步发电机的改进型转动惯量自适应控制

多微源独立微网中,传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制可改善频率响应特性,但无法兼顾功率和频率的动态调节性能。针对此问题,提出一种改进的转动惯量自适应控制(improved adaptive control of inertia,IACI)。首先,在同步旋转坐标系下建立VSG数学模型,并分析转动惯量对VSG输出特性的影响;其次,在VSG控制的基础上通过在转动惯量控制中引入频率变化量形成VSG转动惯量自适应控制,并给出频率跟踪系数、转动惯量和阻尼系数等参量的整定方法;最后利用Matlab/Simulink对比VSG控制和IACI控制在VSG并入微网和负载扰动条件下的有功和频率响应曲线,在由两台1k W的VSG组成的独立微网实验平台上进行实验验证,结果表明所提控制策略可避免VSG并入微网过程中的有功振荡,且可以有效优化频率响应曲线。

基于改进型ADRC的永磁同步电机转子位置角控制方法

为了实现永磁同步电机(PMSM)转子位置角的快速、精确控制,提出一种基于改进型自抗扰控制技术(ADRC)的新型位置角控制策略。首先设计一个原点周围平滑性和连续性更好的新型非线性函数。基于该非线性函数设计了转子位置角控制系统的改进型扩张状态观测器(ESO)和改进型非线性误差反馈控制律(NLSEF)。改进型ESO用来观测位置角控制系统的内部状态和扩张状态,扩张状态由非线性因素、内部模型不确定性和外部扰动组成。改进型NLSEF用来抑制残余误差,提供最优位置控制律。最后对基于改进型ADRC的PMSM位置角控制系统进行了仿真分析和实验验证,结果表明在PMSM位置角控制中,改进型ADRC比传统控制策略具有更好的抗干扰能力和鲁棒性。

基于改进型简化磁链法的开关磁阻电机无位置传感器速度控制

传统的简化磁链法需要以单相轮流导通和电流斩波控制为前提条件,其中单相轮流导通即在换相角处关断当前相的同时开通下一相的条件使系统的开通和关断角之间存在耦合,不利于在进行无位置传感器速度控制同时实现效率优化或转矩脉动最小化等要求。为此,本文提出了能够任意给定开通角且其与关断角无关的改进型简化磁链法,并以此搭建了开关磁阻电机(SRM)无位置传感器速度控制系统。所提方法仅需控制系统采取关断角固定和电流斩波控制方式,根据所提的改进型简化磁链法,能够确定关断角位置,并可估算出转速和任意时刻转子位置。最后,所提方法和利用该方法搭建的SRM无位置传感器速度控制系统,通过DSP驱动实验,证明了其有效性。

基于SSSC的改进型相间功率控制器

在研究了相间功率控制器(IPC)和静止同步串联补偿器(SSSC)的基本原理、工作特性的基础上,提出了一种以SSSC代替常规IPC中的移相器(PST)实现电感、电容支路的移相功能的改进型IPC。采用较典型的PI控制,通过改变参考电压值对SSSC中的电压源型变换器(VSC)进行控制,来改变线路的注入电压,达到快速连续改变IPC各支路的移相角的目的,从而灵活地控制联络线的有功功率、无功功率。与常规IPC相比能够在IPC两侧电压相位差较大时,较好地改善IPC的过电压问题。采用Matlab/Smulink仿真,验证了改进型IPC可以实现联络线潮流控制和改善过电压。

基于orCAD/PSpice ABM仿真的光伏新型改进CVT控制研究

根据光伏电池的物理数学模型,采用orCAD/PSpice10.5模拟行为模型(ABM)建立光伏电池单元和光伏阵列仿真模型,采用该模型对光伏组件的特性进行了仿真,得出了光伏电池最大功率点电压受光照照度影响甚小,但与电池温度成近似线性递减关系的仿真结果。据此对恒定电压跟踪法(CVT)进行了改进和设计,并对光照、温度影响下的改进型CVT的跟踪控制效果进行了仿真分析。仿真结果表明,采用orCAD/PSpiceABM可对大型光伏阵列发电电路和系统进行较高精度的模拟仿真,也表明基于温度调节的改进型CVT与移相全桥软开关技术相结合,仍是一种性能优越、具有实用价值的控制方式。

前馈-改进型PID复合控制策略的研究

针对PID反馈控制快速性和稳定性二者之间的矛盾,在分析各种改进型PID控制方法和前馈控制性能的基础上,提出一种适用于工业过程控制场合的带前馈改进型数字式PID位置复合控制方法。通过仿真实验对比表明:采用该前馈-改进型PID复合控制方法可显著提高控制系统的稳定性、快速性和准确性。在PMAC运动控制卡上的应用也说明该控制方法可满足基本的稳、快、准控制要求。