基于PLC的模块化可重组机器人实训平台控制系统研究

文章针对模块化可重组机器人的实训教学需求,提出一种基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的机器人实训平台控制系统。该系统采用模块化设计,通过PLC实现机器人的运动控制、传感反馈和人机交互等功能。为验证系统的可行性,设计一套完备的系统仿真实验,评估机器人执行机械加工任务的性能。实验结果表明,该系统能够显著提高加工精度和效率,在智能制造领域具有广阔的应用前景。

模块化多电平电池储能系统功率控制与均衡策略研究

大量可再生能源接入电网会影响电网的稳定性和电能质量。电池储能系统作为可再生能源与电网间传递电能的接口,具有平抑功率波动、调频调压、提高电网运行稳定性的作用。基于模块化多电平变流器(modular multi-level converter,MMC)的电池储能系统(battery energy storage system,BESS)有利于削弱电池不一致性所引起的短板效应,通过功率控制实现电池模块间的均衡。该文分析了MMCBESS的拓扑结构;针对MMC-BESS的直流侧、交流侧建立数学模型,通过控制能量的流动,提出一种对直流侧和交流侧的功率控制策略,以解决相间SOC均衡、桥臂SOC均衡、子模块间SOC均衡的问题,避免电池过充、过放,提高电池利用率;通过仿真模型验证了所提控制策略的有效性。

模块化电梯控制系统的设计

电梯是高层建筑不可或缺的交通工具,电梯控制系统的设计对于提高电梯运行的可靠性和安全性具有重要意义。对模块化电梯控制系统进行了设计,包括控制柜、轿顶控制系统、底坑控制系统、主动安全检测系统的模块化。将物联网与模块化电梯控制系统相结合,有效预判电梯故障,做到提前维护。新梯安装、老旧电梯升级改造、旧楼加装电梯时采用模块化电梯控制系统,可以缩短施工周期,降低物料成本,提升安装质量。

基于多电平变流器模块的直流输电系统控制

为了保证直流输电系统在发生三相短路故障时输电电压的稳定性,有效控制输电系统的运行,该文提出了基于多电平变流器模块(modular multilevel converter,MMC)的直流输电系统运行控制方法。利用反并联二极管与并联电容来设计多电平变流器模块,获得交流等效电感,保证换流站交直流量与有功功率相同,明确换流站内功率情况;将该模块与前馈解耦补偿项相结合,运用PI获得电流内环运行控制器的输入值,实现电流解耦,增强直流电压的稳定控制,提高输电系统抗扰动性能;通过修正与控制环节获得对应参考值,以及最佳运行控制结果。通过实验表明:设计的模块既能保证输电系统在正常工作状态下平稳运行,也能在发生故障时将影响控制在安全范围内,保证电力系统输电稳定。

基于改进模块化指数的有源配电网电压分布式控制策略

传统高渗透率光伏配电网分区方法不能充分利用区内资源,经济性低。为此,提出考虑电压灵敏度和区内平均灵敏度的性能指标,采用改进的逐步反向贪婪算法得到最优分区结果;再以分布式光伏有功缩减和网损最小为目标,建立分区分布式电压优化控制模型。该模型为非凸模型,通过增广拉格朗日函数进行适当变换,基于交替方向乘子法进行全局优化控制,并采用CPLEX商业求解器对所建模型进行求解。最后,用改进的IEEE-33节点系统进行算例验证。结果表明:所提出的分区方法充分考虑了区内自治能力,减少了资源的浪费,在提高经济性的同时,也能保证配电网安全稳定运行。

基于晶闸管的模块化组合式直流泄能装置及其协调控制策略

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)高压直流输电技术(high voltage direct current,HVDC)受端交流系统故障引起的直流过电压问题,文中提出一种基于晶闸管的模块化组合式直流泄能装置拓扑及协调控制方法。该直流泄能拓扑包括模块化分布式泄能部分、限流电抗器和集中式泄能电阻3部分,对子模块工作模式进行设计,提出可避免直流泄能装置反复投切的弹性调节泄能的协调控制策略,推导直流泄能装置功率控制及其内部电气耦合关系,给出泄能装置元件参数的设计方法。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建MMC-HVDC及所提出的直流泄能装置模型,研究单相和三相接地故障下直流泄能装置的特性及直流过电压抑制效果。结果表明,所提直流泄能装置在协调控制策略下能够分阶段弹性调节泄能功率,有效抑制直流过电压,并有利于故障后的快速恢复。

基于评价模型的指挥控制模型设计方法研究

当前,威胁排序、火力分配和发射决策等防空武器系统内指挥控制(C2)模型设计时,存在缺乏全面性、客观性和弹性的问题。为解决以上问题,提出了一套基于评价模型的指挥控制模型设计方法。一方面,该方法从设计目标、设计原则和设计方法等3个方面出发,建立了一套因素体系的设计流程,层次化梳理模型的所有影响因素;另一方面,基于对常用评价方法优劣势的分析,该方法提出了一套评价模型的甄选流程,通过该流程优选出合适的评价模型,实现对因素体系的计算。为验证所提出方法的性能,用该方法设计了典型的防空武器系统目标威胁排序模型。计算结果显示,所提出的方法能够用于防空武器系统指挥控制模型设计中,为防空武器系统多因素决策过程提供了一种新的设计思路。

模块化智能变电站精准送风系统能效管理优化策略

针对现有模块化智能变电站中智能控制柜内部环境控制不均衡、存在局部温度超出设备安全运行范围且较少考虑能效的问题,提出一种模块化智能变电站精准送风系统能效管理优化策略。首先建立空调系统热交换和管道系统空气流量数学模型,在此基础上以控制系统运行能耗最低为目标函数,提出了精准送风系统能效管理优化方法。采用高效的求解器CPLEX求解,得到能耗最低的控制策略。并通过ANSYS Icepak进行稳态过程分析,验证了系统运行的稳定性。结果表明所提方法能够实现对智能控制柜内部环境的精准控制,达到了系统绿色低碳运行的目的。

智能护理电子病历模块化质量控制系统在电子病历质控中的应用

目的:探讨智能护理电子病历模块化质量控制系统在电子病历质控中的应用效果。方法:采用便利抽样法,选取2021年1~3月实施人工质量控制的400份护理病历作为对照组,将2021年7~9月实施智能护理电子病历模块化质量控制系统的400份护理电子病历作为观察组。比较两组干预效果。结果:观察组病历环节质控合格率、出院病历3 d归档率高于对照组(P<0.01),护理病历完成时间、病历质控自查次数低于对照组(P<0.01)。结论:智能护理电子病历模块化质量控制系统有助于提高电子病历环节质控合格率,提升护理电子病历书写质量,缩短护士病历书写完成时间,提高护士工作效率。

基于模块化设计的全电子安全控制系统

针对空空导弹电子安全系统各部件功能独立性较弱,维护升级难度较高,程序设计复杂度较高等问题,提出基于模块化设计的全电子安全控制系统。该系统分别从硬件和软件方面对全电子安全系统的模块化设计方法进行分析研究,通过PID算法对电容电压进行闭环控制。最后通过采用Modelsim软件和低能爆炸箔试验分别对电子安全系统进行仿真验证和可行性分析测试。结果表明,该全电子安全控制系统性能可靠,各部件功能独立性增强,程序设计复杂度降低,软硬件可维护性都得到提高,能够满足空空导弹的作战需求。

换热站自控系统模块化设计的分析与应用

换热站自控系统会因站内循环泵、补水泵的数量及分布式循环泵、流量计、热量计等设备的设置情况而存在较大差异,给设计和调试工作带来了不便。为了解决因换热站设备的配置不同而修改图纸、PLC程序、触摸屏画面等的问题,提出了换热站控制系统模块化设计的解决方案,分析了方案的实现过程。实际应用表明,模块化设计的换热站控制系统高效实用,在控制柜设计、制作及现场调试方面提高了效率。

一种模块化掘锚一体设备电控系统研究

介绍了一种掘锚机电控系统方案,其在现有掘锚机电气系统的基础上,把每一个子部件按照信号类型、功能划分成独立模块。高度模块化的设计思路,可以解决掘锚一体化设备在掘进和支护模式下信号传递与显示困难的问题,让主机控制体系与钻锚控制体系高度契合。模块化设计还可以解决系统故障难以查找和更换等现场实际难题,更加高效地使用智能化掘锚一体设备,减少故障发生,避免人员危险。

智能电动悬挂输送系统的控制策略优化研究

本文旨在优化智能电动悬挂输送系统(EMS)的控制策略,以提高系统的控制精度、响应速度和环境适应性。研究方法包括分析现有控制策略的局限性,提出优化措施,并结合大数据和人工智能技术进行系统改进。通过引入先进的控制算法和模块化设计,改进了系统的控制精度和响应速度。优化的系统结构和增强的安全性与容错机制,确保了EMS在高负载和复杂环境下的稳定运行。此外,通过数据分析和预测维护,提升了系统的运行效率和可靠性。结果表明,经过优化的EMS在复杂路径和恶劣环境中表现出更高的稳定性和适应性。

一体化、模块化的综合控制系统供配电设备方案设计

供配电设备是综合控制系统的重要组成设备,为综合控制系统提供直流供电,以及对综合控制系统所属设备进行配电控制;采用供配电一体化设计,将供电和配电功能集成在一个军用加固机箱里,有效控制了体积和重量,提高了功率密度,在设备小型化和智能化方面有所突破;供电部分采用了模块化设计,各电源模块内部采用相同的功能电路,提高了产品的标准化和互换性,提高了设备的维修保障性。

基于桥臂电流控制的模块化多电平储能系统谐波抑制策略

为解决模块化多电平储能系统(MMC-BESS)在背景谐波和死区效应等扰动下电能质量恶化的问题,提出一种基于桥臂电流控制的MMC-BESS谐波抑制策略。针对中压大容量应用场景的MMC-BESS谐波扰动问题,首先,分析交流背景谐波和死区效应对MMC-BESS的影响,建立交流背景谐波和死区时间对模块化多电平储能系统交、直流侧影响的数学模型;其次,建立MMC-BESS交流电流、直流环流和交流环流的解耦模型;在此基础上,提出基于桥臂电流控制的MMC-BESS谐波抑制策略,并给出详细的控制器参数设计过程和性能分析;最后,通过仿真和实验验证所提储能系统谐波抑制策略的有效性和可行性。

面向新型电力系统的模块化多电平换流器控制策略研究

针对新能源并网的不稳定性,具有储能功能的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在保证模块化多电平换流器功能的基础上,能够同交直流电网进行能量双向传递,改善电力系统中新能源并网的波动性和电能质量。对储能型模块化多电平换流器的控制策略进行研究,利用MATLAB/Simulink平台对储能型模块化多电平换流器的主电路进行搭建,采用均压控制方式、电压电流双闭环控制方式、Boost模式下双向DC/DC变换器相结合的方式,来控制储能型模块化多电平换流器。该控制策略可以应用在新能源并网、大功率储能、电机控制等领域,在维持电力系统稳定方面具有重大意义。

基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统自适应电压下垂控制

针对采用传统固定系数下垂控制的多端柔性直流输电系统发生大的扰动后直流电压可能超出系统安全运行允许范围的问题,提出一种可以提高系统电压调节能力的自适应电压下垂控制策略。首先,考虑模型精度建立模块化多电平换流器的戴维南等效模型;然后,根据传统下垂控制的功率-电压特性关系,结合采用下垂控制的换流站本地电气量,设计新的自适应电压下垂控制器,与传统下垂控制策略相比,所提出的自适应电压下垂控制器具有更好的直流电压调节能力;最后,在电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)上搭建±200 kV四端柔性直流输电系统仿真模型,验证了所提出自适应电压下垂控制策略的有效性。仿真结果表明:所提出的直流电压自适应下垂控制策略的电压控制效果优于传统下垂控制策略。

高速铁路联调联试机务运用系统模块化组织和风险控制

高速铁路联调联试是确保高速铁路系统运营安全高效的重要环节。作为铁路联调联试的核心部门之一,机务运用系统承担关键职责,也面临独特挑战。探讨机务运用系统在高速铁路联调联试中的职责、模块化组织作用的发挥以及面临的风险隐患,提出相关应对策略与建议。根据机务运用系统动车专业实际特点和职业特性,结合中国铁路沈阳局集团有限公司5年来在6条高速铁路的联调联试经验,从完善联调联试相关规章制度、提前介入及前期准备工作、系统化工作流程、全方位安全研判、严格控制隔离运行安全、每日简报和阶段总结、试运行运用管理等7个方面,形成模块化组织体系。通过京哈、新通、喀赤、朝凌、敦白等高速铁路联调联试实际验证,该体系可有效控制风险,实现高速铁路联调联试机务运用系统安全稳定,为中国铁路沈阳局集团有限公司的联调联试工作奠定了坚实基础。

面向低频海上风电送出的模块化多电平矩阵变换器综合解耦控制策略

模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)用于海上风电低频输电系统(low frequency transmission system,LFTS)是具有广阔应用前景的新方案。M3C双频功率耦合对其9个桥臂直流侧电容电压的均衡控制及故障穿越带来挑战和困难。为此,提出基于桥臂双重低频环流注入法的新型M3C综合解耦控制策略。首先,对M3C工、低频侧进行数学建模并分析其功率运行范围。基于桥臂工、低频共模和差模回路的分析及桥臂功率平衡原则,提出实现工、低频侧输入及双重低频环流注入的M3C解耦控制策略。使用开环和闭环低频环流注入两种联合控制,在实现M3C各子变流器相间功率快速均衡的同时,确保工频侧输入电流的完全正序特性。通过带延时补偿的复矢量控制器,在静止坐标系统实现9个桥臂的完全独立控制,搭建35kV/11MW海上风电系统PSCAD模型,通过稳态、动态及暂态仿真全面验证所提综合控制策略的有效性和正确性。

基于MMC的分布式储能系统及其快速SOC均衡控制策略

提高基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的分布式储能系统(distributed energy storage systems,DESS)的能量利用率,解决储能子模块(energy sub-module,ESM)荷电状态(state of charge,SOC)均衡问题至关重要。针对现有的SOC均衡控制策略的不足,提出内外分层的快速SOC均衡控制策略。外层针对桥臂间或相间的SOC差异,通过改进MMC模型预测控制(model predictive predictive control,MPC),配合自适应均衡系数,快速调整功率差额。内层引入自适应虚拟电阻法,根据ESM的SOC情况确定主导ESM,自适应调节各单元的虚拟电阻,产生相应的电压梯度,结合MMC排序算法使ESM按照各自SOC进行功率分配,从而实现ESM的SOC快速均衡,提高DESS能量利用率。通过在Matlab/Simulink构建仿真模型,证明了所提控制策略的有效性和可行性。