小型风力发电系统最大功率控制扰动法及状态平均建模与分析

为简化结构、降低成本、提高可靠性及实现系统优化运行,提出了包含永磁同步发电机、二极管整流桥及斩波器的小型风力发电系统结构,采用扰动法来实现最大功率控制,利用状态平均法对系统进行建模,导出了相应的静态特性及线性化模型,给出了扰动幅值及频率这两个关键参数的选取原则,通过实验验证了控制策略及分析方法的正确性和可行性。为最大功率控制扰动法在小型风力发电系统中的应用提供了理论依据,具有重要的理论意义及实际应用价值。

改进型三电平Buck直流变换器的建模研究

针对改进型三电平Buck直流变换器这种高阶、离散、非线性、时变的系统,分析了其工作模态和工作原理。利用状态空间平均法,结合欧拉公式,建立了其数学模型,并按照其数学模型组建了闭环控制系统。实验结果表明,其数学模型具有一定的合理性。

有源电力滤波器状态反馈精确线性化控制

针对有源电力滤波器模型的非线性强耦合特点,提出了一种基于状态反馈精确线性化的非线性控制策略。采用状态空间平均建模方法建立了三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型,并从理论上证明了所建立的模型满足状态反馈精确线性化的条件,推导出了非线性系统的反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化。再利用线性系统控制理论设计了控制器,实现了原非线性系统的解耦控制。与PI控制的三角波调制控制方案进行仿真对比分析,验证了所提出的控制方案性能优越,各项性能指标均优于PI控制方案。

Boost变换器状态反馈的精确线性化控制

将控制目标引入系统状态方程,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型.从理论上证明了所建立的系统模型满足状态反馈精确线性化的能控性条件和对合条件,构造了相应的非线性输出函数,得到非线性状态反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化,并详细分析了反馈系数的选取.所提控制方案不需要附加电压比例积分(PI)环节,控制简单,对输入电压、负载和系统元件参数扰动均具有较强的鲁棒性.仿真结果表明,基于文中所提控制方法的系统性能优越,各项指标均优于无源性控制方案.

静止无功发生器动态模型和非线性逆系统-PI控制策略研究

应用状态空间平均建模法推导出静止无功发生器(SVG)的动态数学模型。基于此模型,采用双变量传统PI控制策略控制SVG系统,发现该控制策略在两个控制目标变量(无功功率和直流侧电压)的动态性能方面存在不足。依据所建立的动态数学模型推导出SVG系统的逆函数,由此进一步得出非线性逆系统-PI控制策略以提高SVG系统无功功率和直流侧电压的动态响应速度。应用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建SVG的控制系统模型,仿真结果表明了SVG动态数学模型的正确性和非线性逆系统-PI控制策略的有效性。