基于扩张状态观测器的永磁直线同步电机改进模型预测电流控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)模型预测电流控制(MPCC)中存在的电流脉动过大、在线计算复杂的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的改进MPCC策略。利用最优电压矢量相角和重新划分后的电压矢量扇区,改进第一电压矢量的选取方式,减小第二电压矢量选择范围,以实现电压矢量的快速选取,进而降低电流脉动。同时,为了提高PMLSM抗负载扰动能力,通过ESO对扰动进行观测,将观测到的扰动转换为电流进行补偿,提高系统的鲁棒性,且补偿电流可起到进一步减小电流脉动的作用。仿真结果表明,所提出的控制方法切实可行,与MPCC相比,基于ESO的改进MPCC系统具有更好的控制性能、更小的电流脉动和较强的鲁棒性能。

基于残差生成器的Buck双向变换器改进模型预测控制

在以光伏储能装置为主体的直流微网中,外部扰动容易引起直流母线电压波动,导致系统输出电能质量下降。为提升系统动态响应性能,针对直流微网中常用的Buck型双向DC-DC变换器,提出一种基于残差生成器的改进电流补偿模型预测控制策略。首先,对模型预测控制(MPC)环节进行线性等效,证明采用校正前PI+MPC控制时,系统在0 rad/s时存在失稳风险。然后,由此设计负低-高通滤波器校正环节,并从调节系数变化和模型参数不确定性等角度进行分析,验证改进后系统的稳定性和动态性能得到明显改善。仿真与实验结果表明,基于残差生成器的电流补偿能有效平抑外界扰动引起的母线电压波动,负低-高通校正环节在改善系统性能的同时又进一步抑制电感电流噪声,进而平滑母线电压曲线。最终,证明提出的改进策略可显著提升直流微网的动态响应性能。

基于改进模型预测控制的微电网能量管理策略

微电网中分布式电源出力具有间歇性、波动性等特点,并且负荷形式多样,分布式电源和负荷的不确定性会导致微电网能量优化的不确定性。为了更好地解决上述问题,提出了一种基于改进模型预测控制(MPC)的双层多时间尺度微电网优化策略。传统MPC优化中某些模型参数固定,难以及时处理系统中的突发扰动;并且传统MPC的单个优化周期时长有限,难以处理一些与时间相关或影响优化结果全局性的复杂约束。根据微电网中不确定性因素及复杂约束提出MPC的自适应改进,能更好地适应微电网设备投切灵活、发电功率受外界影响大等特性,更好地保障系统的鲁棒性与优化的精确性。基于日前计划优化出未来的能量分配及负荷调度;在日内基于改进MPC并参考日前优化结果进行实时能量优化,从而使目标更优,提高结果的准确性。最后应用MATLAB进行仿真,证明了所提策略的适用性和准确性。

三相LCL并网逆变器改进模型预测控制策略

为了解决传统三相LCL并网逆变器存在的谐振问题,同时避免控制策略中复杂的比例谐振(PR)调节器设计和脉宽调制(PWM)算法,提出一种有源阻尼及改进模型预测控制策略。根据LCL并网逆变器数学模型,引入电容电流反馈有源阻尼控制策略,有效抑制LCL滤波器的谐振效应。将传统并网逆变器预测模型中的并网电流预测控制改进为逆变器输出电压直接预测控制,在省去调节器及PWM环节的基础上进一步减少控制器运算量,同时对数字延时进行补偿,提高预测模型精度。最后,通过仿真及硬件平台实验验证了并网逆变器改进模型预测控制策略的正确性及可行性。

四桥臂有源电力滤波器改进模型预测控制策略研究

对于四桥臂有源电力滤波器,模型预测电流控制(MPCC)是一种较为新颖的高性能控制策略,但是该策略确定下一时刻的最优开关状态所需的滚动优化次数较多。为克服该缺点,给出了一种基于分区判断的改进模型预测电压控制策略(MPVC)。借鉴基于αβγ坐标系下的3DSVPWM调制思想,利用2次分区判断过程确定所给定三维空间电压矢量的具体位置,从24组备选开关状态子集中确定最优子集,以此减少滚动优化的次数,提高寻优的效率。仿真结果证实了改进MPVC策略的有效性,且其具有较强的鲁棒性,较MPCC具有更佳的动态性能。

一种基于改进模型预测控制算法的空间矢量PWM虚拟磁链直接功率控制策略

虚拟磁链定向的空间矢量PWM直接功率控制(VF-DPC-SVM)策略的功率内环PI控制参数整定过程复杂,电压型整流器(VSR)控制稳定性不高、快速性较差。对此,提出虚拟磁链定向的改进模型预测直接功率控制(VF-MPDPC)策略。在功率内环用模型预测控制(MPC)算法代替PI控制器改善VSR的控制系能,并引入内模反馈校正环节在每个采样周期修正功率的预测给定值,通过改进的MPC模型实现对瞬时功率的高精度跟踪。仿真分析表明:改进的VF-MPDPC策略使系统稳态时调整时间短,响应快,电网污染小,输出母线电压质量高,功率纹波小;动态响应鲁棒性高,稳定性能好。

模块化多电平变换器改进两段式模型预测控制

基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交流侧输出电流。推导了MMC离散数学模型,并构建无权重因子的代价函数,通过计算实际电流与参考电流包围的最小面积重新定义同一周期内两阶段开关信号的占空比,并引入一种附加冗余子模块的方法抑制桥臂环流,接着提出一种败者树多路归并排序算法均衡电容电压。在MATLAB/Simulink平台搭建三相23电平MMC仿真模型验证该策略的有效性。相比于两段式模型预测控制,所提策略的交流侧输出电流跟踪更加精准,谐波畸变率更小。

基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF技术研究

基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF,仅通过基波同步旋转坐标系实现对所有谐波的控制。首先,使用PI加重复控制的电流环复合控制得到上、下桥臂预导通子模块数,在此基础上进行多步交流侧电流模型预测,最终得到桥臂投入子模块数的最优解,缩小了寻找目标函数最优电平的搜索范围,无需设计权重因子,每相桥臂子模块的总投入数为[N-1,N+1],交流侧输出电平数最大可达2N+1,提高了MMC-APF交流侧电流补偿精度,并改善了系统动态性能。最后,搭建了MMC-APF平台,仿真和实验结果与理论分析一致,进一步验证了所提研究方案的可行性和有效性。

车辆轨迹模型预测控制器的算法研究

为提高无人驾驶汽车行驶控制中的跟踪精度和车辆稳定性,提出了一个改进的模型预测控制器(MPC)。首先,为解决高速转弯工况下轮胎侧偏刚度的强非线性特性导致的车辆失稳问题,建立了轮胎动态侧偏刚度估计器进行实时估计;在此基础上,利用改进粒子群算法对现有模型预测控制器的时域参数进行优化,以提高算法跟踪精度和稳定性;最后,为验证控制器的效果,选取合适的工况进行了联合仿真测试。结果表明,改进控制器在高速转弯的工况下,跟踪精度误差降为4.9%,横摆角误差降为2.6%,比传统模型预测控制器分别提高了67.8%和62.3%,比模糊控制算法优化的控制器分别提高了55.8%和58%。

基于改进灰色动态预测模型的太子河流域降水量预测研究

引入改进的灰色动态预测模型,对太子河流域降水量进行预测,并结合实际观测降水量对比分析其预测精度。结果表明:改进模型可设定变量权重系数,提高传统模型收敛精度,相比于改进前,模型改进后太子河流域的业主沟和南甸水文站年降水量预测相对误差均值分别降低14.0%和16.3%,改进模型对于夏季降水量预测精度明显好于其他季节,这主要和太子河流域降水量主要集中在夏季有关。

改进灰色模型在电力负荷中的预测分析及实现

深入研究了基于灰色系统理论的电力负荷预测方法,剖析了灰色预测GM(1,1)模型应用的局限性及其改进方法,在对原始数据序列进行插值平滑处理的基础上建立了等维新信息灰色预测模型,并用此方法对某地区的电力负荷进行预测分析,结果表明:模型精度较高,预测误差较小,该方法可以作为电力负荷预测的理想工具。

双变量小波阈值去噪和改进混沌预测模型在短期电力负荷预测中的应用

混沌预测是电力负荷预测研究的新焦点。该文提出双变量阈值函数和改进混沌预测模型相结合的新方法。该方法克服了传统最大Lyapunov指数预测模型对噪声干扰比较敏感、计算量大、预测时间长以及预测精度不高等缺陷。通过对典型混沌系统和实际电力负荷系统进行短期预测分析,证明该方法能较好排除无关因素对预测的干扰,缩短预测时间,有效提高预测精度。

基于改进灰色模型的售电量预测分析

售电量的科学预测对配电商生产规模的调整及营销决策具有重要意义。传统的灰色预测模型只对于光滑度高的原始数据列具有较高精度。采用提高原始数据列光滑度的方法提高灰色预测模型的精度,利用函数[a-xm]N(a>1,m>1,N>1)对原始离散数据列{x(0)(k)}进行变换,结果证明该变换与已有提高数据列光滑度的变换相比具有优越性。将该方法应用于电力公司售电量的预测,与传统灰色预测方法比较,精度显著提高,并对预测结果进行分析。

基于改进模型预测控制的电气系统新能源功率波动平滑策略

针对新能源功率波动问题,制定了聚合温控负荷与微型燃气轮机共同抑制电气互联系统联络线功率波动的调控策略.首先,将波动功率进行经验模态分解,然后在建立聚合温控负荷双线性模型与微型燃气轮机数学模型的基础上,提出了基于Lyapunov函数的改进模型预测控制方法,采用改进模型预测控制分别设计了聚合温控负荷与微型燃气轮机的控制律,用于平抑波动功率的高频分量与低频分量.算例仿真表明:在满足聚合温控负荷温度舒适度约束,保持微型燃气轮机预设工作状态的条件下,提出的控制方法能够使它们的输出功率有效跟踪波动功率高频和低频分量;算法兼顾了用户舒适度与调节范围,达到了良好的联络线功率平滑效果.

改进的灰色模型在港口吞吐量预测中的应用

用提高原始数据列光滑度的方法来提高灰色预测模型(GM模型)的精度。利用函数a-xm(a>1,m>1)对原始离散数据列｛x(0)(k)｝进行变换,原始数据列变成a-[x(0)(k)]m ,很大程度上提高了预测精度。将这种方法应用于港口吞吐量的预测,结果比传统灰色预测方法精度高很多,对正确做出港口发展战略、统筹安排、正确决策以及减少损失有重大意义。

应用改进的灰色模型预测民航管制员数量

建立了灰色预测模型,进而运用马尔可夫链理论对灰色预测模型进行了改进。针对我国近年来民航管制员的数量变化,分别应用两种模型进行了预测。结果表明,通过马尔可夫链理论修正的预测模型,预测精度得到了较大的改善,结果更为准确,预测结果能为民航各级人事决策者提供依据。

弱电网情况下基于改进型有限集模型预测控制新型三相三电平整流器的研究

传统三相三电平整流器开关多、控制复杂、损耗大,为此提出一种新型三相三电平整流器拓扑。在弱电网中,电网电压不平衡现象不可避免,当电网电压不平衡时,传统的控制算法计算量大、控制复杂且电网电流畸变严重。为使新型三相三电平整流器在弱电网条件下正常运行,提出一种改进型有限集模型预测控制方法,实现电网电流的快速跟踪、谐波抑制及直流侧中点电压的平衡控制。首先分析了新型拓扑结构的工作原理及数学模型;然后构造了弱电网条件下新型三相三电平整流器的电流指令值;最后针对新型三相三电平整流器提出改进型有限集模型预测控制。仿真与实验验证了所提算法的有效性。

基于改进灰色模型的江苏省发电量预测研究

针对传统灰色预测GM(1,1)模型在实际应用中存在预测精度不高或精度通不过检验的问题,基于2000～2009年江苏省发电量数据,采用改进的灰色预测GM(1,1)模型预测了江苏省2000～2009年发电量,并与传统灰色预测GM(1,1)模型的预测结果进行比较。结果表明,改进的灰色预测GM(1,1)模型显著提高了原始数据序列的光滑度,预测误差远低于传统灰色预测GM(1,1)模型,进而预测了江苏省2015、2020年的发电量,对江苏省制定电力发展规划具有重要的参考意义。

改进的径流—水质非点源污染预测模型研究

在分析现有的径流—水质预测模型基础上,考虑污染物的累积与冲刷并引入雨前干旱时间参数,提出了改进的径流—水质非点源污染预测模型。将该模型应用于实例中,模拟效果较好,可用于湿润和半湿润地区的非点源污染预测。

KNN价格预测模型的研究与改进

提出了一种对商品不同特征值缩放的方法,改进了KNN价格预测模型,并对改进后的预测结果做了研究分析。分析得出:对基于KNN算法的价格预测模型的改进是有效的,提高了预测准确度。