一种虚拟同步发电机自适应阻尼补偿方法

针对系统电感对虚拟同步发电机控制系统存在等效负阻尼效应的问题,提出了一种自适应阻尼补偿方法。首先,基于虚拟同步发电机控制技术,通过dq变换和小信号分析建立系统的动态电磁方程和动态小信号模型。然后利用电磁转矩偏差分解出同步力矩系数和等效阻尼系数。最后根据等效负阻尼的产生机制,在有功-频率调节器中加入以系统频率、虚拟阻抗为自适应控制变量的阻尼补偿模块,实现对虚拟同步发电机阻尼的自适应补偿。通过MATLAB/Simulink仿真,并与基于传统的虚拟同步发电机控制方法及基于虚拟阻抗补偿方法等方法所获得的结果进行比较,表明文章所提出的自适应阻尼补偿方法具有更强的稳定性和更快的响应速度,验证了方法的有效性。

基于RBF的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制

虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术可以使并网逆变器具有与同步发电机类似的外特性。VSG系统暂态稳定性的主要影响因素是虚拟惯量和阻尼系数,但现有的控制策略在参数调节过程中存在灵活性不足的缺点,不能有效解决系统暂态稳定性和暂态恢复时间的问题。针对这一问题,提出动态调节阻尼补偿量的概念。将阻尼系数和阻尼补偿量共同作为系统的等效阻尼系数,设计了基于径向基函数(radial basis function, RBF)的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制策略,实现了参数之间的解耦,使系统的阻尼随着系统频率的变化进行动态调整。通过建立VSG数学模型,确定了参数的具体取值范围。最后,在仿真平台上搭建VSG系统,分别在出力波动和低压穿越两种工况下验证了所提控制策略相较于传统RBF控制策略的优越性。

基于虚拟阻尼补偿的恒功率负载系统控制方法

电动机负载广泛存在于各个工业领域,其闭环控制对前级功率系统表现为恒功率负载(constant power loads,CPL)特性,即负阻抗特性,给系统带来了稳定性的影响。针对基于前置BUCK变换器的电动机驱动系统稳定性问题进行了研究。首先对基于前置BUCK变换器的电机驱动系统进行了建模,分析了影响系统稳定性的机理,在此基础上提出了一种基于虚拟阻尼补偿的控制策略,这种方法可以在不增加系统损耗的前提下有效抑制负阻抗特性对直流母线电压的影响,并给出了补偿系数的设计流程。仿真和实验证明这种方法提高了系统稳定性,增加了电机驱动系统稳定带载的能力。

基于次级通道前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法

研究了通过次级通道阻尼补偿提高滤波x-最小均方(Least Mean Square;LMS)算法性能的实现方法,提出了一种自适应前馈等效阻尼补偿方案;将前馈补偿器与自适应前馈控制器设计相结合,设计了基于前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法,改进算法保持了滤波x-LMS算法结构简单、鲁棒性强等优点。以柔性悬臂梁前两阶模态振动为控制目标,分别采用两种算法进行了主动减振仿真实验,结果表明本文提出的改进滤波x-LMS算法具有更快的收敛速度。

基于超前滞后环节附加前馈阻尼的VSG控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在引入同步机二阶转子运动方程,增大电力系统等效惯量的同时,也引入了同步发电机的振荡特性,有功低频振荡等动态稳定性问题也随之而来。引入调速侧电力系统稳定器(governor power system stabilizer,GPSS)能有效抑制VSG的功率低频振荡,但其在超调量及调节时间方面的控制效果仍有待提高。通过建立VSG的小信号模型从极点配置角度分析其稳定性,揭示基于GPSS的VSG控制策略在功率动态响应上存在较高超调和较长调节时间的原因。基于此,参考GPSS控制思想,提出了一种基于超前滞后环节附加前馈阻尼补偿的虚拟同步发电机控制策略。并从理论上分析验证了所提控制策略在不影响系统稳态特性的前提下,能够提供调整自由度更高的正阻尼,在有效地抑制功率超调的同时提高了系统的调节速度,从而更好地抑制了有功功率的低频振荡。最后通过MATLAB/Simulink进行对比仿真,仿真结果与理论分析结果一致,证明了所提控制策略的正确性和有效性。

风力机模拟器的阻尼补偿策略与实验验证

风力机模拟器作为模拟实际风力机的重要工具,可以简化风电研究的实验过程、缩短研发周期。由于模拟器的转动惯量远小于实际风力机,现有研究主要关注于应用转动惯量补偿算法的模拟器的稳定性问题。文中发现忽略阻尼或阻尼补偿不准确会严重影响模拟的准确性,导致转速偏低以至无法准确模拟实际风力机的机械动态过程,并完善了风力机模拟器的传动链模型,分析了风力机模拟器与实际风机传动链的阻尼差异对动态模拟准确性的影响机理,并设计了风力机模拟器的阻尼补偿策略。基于最大功率点跟踪控制实验验证了阻尼补偿策略,结果表明改进后的风力机模拟器能够更加准确地复现风力机的机械动态过程。

直流微网的大信号稳定性分析及有源阻尼补偿方法

直流微网中,多种电力电子变换器通过不同的控制方式与直流母线相连接。其中有一类功率变换器表现为恒功率负载特征,呈现负阻抗和非线性特性,对直流微网的稳定性产生不利影响。针对含多个恒功率负载的直流微网大信号稳定性问题,该文搭建含多个恒功率负载的直流微网模型,利用T-S模糊模型法对直流微网的渐近稳定域进行估计。为了改善直流微网的稳定性,提高其渐近稳定域,引入了有源阻尼补偿。通过分析和比较在不同位置引入有源阻尼补偿对直流微网渐近稳定域的提升作用,得到最佳有源阻尼补偿位置。最后,通过仿真和RTLAB硬件在环实验对理论分析和有源阻尼补偿方法的有效性进行验证。

针对微网低频振荡的虚拟同步发电机阻尼控制

虚拟同步发电机的控制策略是基于同步机的转子摇摆方程设计,因此也存在传统电网的功率振荡问题。本文首先分析虚拟同步发电机控制环节产生的负阻尼效应,明确线路阻抗比与虚拟励磁系统在参数选取不当时可能使得系统低频稳定性降低;其次,提出一种同时补偿传递函数零点、力矩大小与相位的控制策略,并基于此策略构建虚拟阻尼力矩补偿器;接着,推导含虚拟阻尼力矩补偿器的多台虚拟同步发电机微电网系统小信号模型,并采用选择模式分析法进行振荡模式分析,根据特征根灵敏度矩阵协调设计虚拟阻尼力矩补偿器的参数;最后,搭建仿真模型验证了虚拟阻尼力矩补偿器的有效性。

磁阻尼补偿张力器在整经机上的应用

整经工序是纱线排列成片状的起点，张力均匀与否对布面的实物质量有很大的关系，布面条影就主要是由纱线片状张力不匀所造成的。为提高布面质量，必须整片纱中每根纱的张力差异缩小到最低限度，磁阻尼补偿张力器是较佳的选择。现将磁阻尼补偿张力器的原理及应用分叙如下。...

一种阻尼补偿电路的研制

针对一种厚膜混合集成阻尼补偿电路进行了理论分析,并对批量化持续改进过程的技术做出了总结;介绍了该产品的电路、结构及失效产品的原因和解决方案,并进一步论证了自激振荡电路批产化和高可靠的设计原则,同时也对传感器行业特点及其发展方向进行了相关探讨。

电动助力转向系统的补偿控制研究

补偿控制是电动助力转向系统的重要控制部分。该文讨论了补偿控制方法 ,仿真结果表明 :补偿控制能够改善车辆转向性能 ,提高回正速度 ,抑制方向盘振荡 ,保持路感。

固体姿轨控发动机动态推力补偿

作为实现导弹快速机动响应的关键部件,固体姿轨控发动机的性能需要通过动态多分力测试评价,但由于推力测试台结构复杂,对测试数据补偿提出了更高的要求。本文采用双模态阻尼补偿法开展固体姿轨控发动机推力补偿研究,通过脉冲激励试验获得了主要模态参数,并对脉冲激励和发动机冷流试验数据进行补偿,验证了双模态阻尼补偿方法的可行性和应用效果。结果表明:双模态阻尼补偿效果优于单模态补偿,可以有效恢复动态推力信号。所建立的双模态阻尼补偿,在姿轨控发动机研制中得到了应用。

电动助力转向系统阻尼特性分析及测试方法

电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)在提供转向助力、减轻驾驶员操纵负担的同时,也能够提高汽车转向性能和驾驶舒适性,进而提高汽车的主动安全性。建立EPS系统仿真验证平台,分析阻尼补偿控制对汽车转向性能影响,结果表明阻尼补偿控制通过设定阻尼补偿控制系数,可改善EPS动态响应及回正性能。提出EPS系统阻尼特性测试方法,准确获得转向系统阻尼系数,为EPS阻尼补偿控制系数的设定提供参数依据。

采用三阶模型的虚拟同步发电机功率振荡特性分析及附加阻尼控制

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)为电力电子化电力系统所存在的惯量不足等问题提供了新的解决方案,但VSG是基于同步发电机的数学模型设计的,因此也存在传统同步电机的功率振荡问题。采用同步发电机的三阶模型进行VSG–无穷大系统的小信号模型的构建,并通过复数力矩系数法,分析得出在一定条件下,VSG–无穷大系统在线路阻抗等因素的影响下将产生负阻尼力矩,且线路电阻对负阻尼力矩具有非线性影响,功率振荡的可能性较大。设计一种用于改善系统阻尼特性的附加阻尼力矩补偿器(additionaldampingtorquecompensator,ADTC),通过引入正阻尼力矩抑制功率振荡。最后通过仿真,验证了负阻尼力矩的影响因素及ADTC的可行性与有效性。

基于综合附加阻尼的直流配电系统稳定性提升方法

直流配电网的数学建模是分析其稳定性的理论基础,对于分析系统的运行特性具有重大意义。基于典型P-U dc下垂控制的直流配电系统,建立了以动态导纳为基础的下垂控制小扰动稳定性分析模型,分析了直流线路电阻、电感参数变化对系统稳定性的影响。利用奈奎斯特判据对系统输出导纳与输入导纳之比进行分析,以评估系统的整体稳定性。提出了基于复合补偿的综合附加阻尼直流配电系统稳定性提升控制策略,对比分析了补偿前、后系统的稳定性,通过仿真软件搭建直流配电系统模型并进行时域仿真,理论分析和仿真结果均表明所提方法可以增强系统阻尼,抑制系统振荡。

基于传感器P信号的EPS补偿控制策略和算法

在电动助力转向系统(EPS)中,当应用低成本纯扭矩传感器时,由于缺少转向角度信号,使EPS系统无法实现相关的补偿控制。针对纯扭矩传感器的P信号开展研究,通过数据拟合分析,发现PWM_P与EPS系统具有相对角度关联性。按所给出的策略和算法,可间接获取EPS系统基本角度,再按角度中点的自动找回和自动修正的方法,使所获角度可信。基于此角度,通过该文的具体算法,使EPS系统实现回正补偿、阻尼补偿和跑偏补偿的控制功能。

阀口独立控制系统主动阻尼补偿全域性能优化

针对阀口独立控制节能系统阻尼降低与执行器振荡的问题,建立了入口阀电子压力补偿的阀口独立控制系统数学模型,设计了基于动态压力反馈的阀口独立控制系统主动阻尼补偿策略.针对挖掘机等工程机械负载大范围变化的作业工况,分析了不同负载下阀口独立控制系统阻尼补偿特性,提出了一种全域负载工况下阻尼补偿性能评估指标和补偿增益优化方法,开发了基于Matlab/GUIDE平台的阀口独立控制系统阻尼补偿参数自整定软件.20 t挖掘机阀口独立控制系统实验结果表明:采用所提出的方法能够优选阻尼补偿增益参数,在不同工况下执行器速度运行平稳且压力振荡降低47.9%~71.58%,从而改善系统动态特性.

阻抗不匹配引起的逆变器-IPMSM系统直流侧振荡抑制方法对比

随着逆变器-内置式永磁同步电机(IPMS M)系统输出功率的增加,其输入阻抗与直流供电端LC滤波环节输出阻抗不再匹配,引发逆变器直流侧电压、电流振荡。针对IPMSM,推导了逆变器-电机系统采样双电流调节器控制时的输入导纳模型,用于系统稳定性分析。参考异步电机系统振荡抑制方法,根据IPMSM转矩公式,提出直轴电流补偿法和直轴电压补偿法两种振荡抑制办法。结合交轴电流补偿法、交轴电压补偿法思想,推导了分别加入四种振荡抑制方法后的逆变器-IPMSM系统输入阻抗,采用奈奎斯特判据,分析各振荡抑制方法的有效性。依据电机模型与控制系统模型,分析不同方法的优劣,提出电压补偿法优于电流补偿法、交轴补偿法优于直轴补偿法的观点。通过实验验证了各振荡抑制方法的有效性和交轴电压补偿法的优势。

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。

一种新的滤波x-LMS算法研究

次级通道阻尼特性对滤波x-LMS算法稳定性和收敛速度有较大影响。证明了对次级通道进行阻尼补偿可以显著提高滤波x-LMS算法性能;将两参数构型实现方法拓展到带有采样时延的离散系统,设计阻尼补偿子系统;将该子系统作为内环串入到滤波x-LMS算法中。新的滤波x-LMS算法稳定性和收敛速度均有明显提高。仿真结果验证了所提出方法的有效性。