离散化状态反馈解耦控制的三相电流源型PWM整流器控制策略

三相电流源型PWM整流器(Current Source Rectifier,CSR)是一种多变量、强耦合的非线性对象,这种复杂对象的控制较为困难。三相CSR通常都采用双级环路控制结构的直接电流控制方式,但常用的直接电流控制方式都存在一些问题,本文提出采用离散化状态反馈解耦控制器对该对象进行控制,可以解决其控制问题。文中分析了三相CSR数学模型及直接电流控制原理,讨论了离散化状态反馈解耦控制方法,搭建了这种控制方法的仿真模型,仿真结果说明了本文所提方法的优势,其控制效果要好于传统的PID控制方法。

状态反馈块解耦的分块方法

给出了求取最大限度能解耦分块的方法。用单模态变换抽取各分块的反馈不变结构利用其行相关性态逐渐合并不能解耦的各块,可得到最大限度的能解耦分块。

三容系统状态反馈解耦PID控制

多容器流程系统是具有纯滞后的非线性耦合系统,是过程控制中一种典型的受控对象,在生产实践中有着非常广泛的应用背景．本文基于状态反馈解耦,以某试验系统为被控对象,在实现解耦的基础上,给出了PID控制的数字仿真结果．

基于模态解耦-状态反馈控制的磁悬浮铣削系统稳定性研究

铣削加工效率和加工精度的提高,必然要求铣床加工速度的提高。随着磁悬浮技术的发展,高速磁悬浮电主轴已成为铣床的关键部件。然而磁悬浮电主轴转子系统在高速运行时存在较强的陀螺耦合效应,其过强的耦合效应使得高速铣削的稳定性区域变窄,甚至使铣削系统失稳。为此,提出基于PD控制器的模态解耦-状态反馈的控制方法。通过该方法对转子系统的平动模态和转动模态之间的耦合以及2个方向上转动模态之间的耦合进行解耦,独立调节各个模态控制器的比例和阻尼系数来降低陀螺耦合效应对磁悬浮铣削系统稳定性区域的影响,从而增大铣削的稳定性区域。通过仿真研究基于PD控制器的模态解耦-状态反馈控制前后陀螺耦合效应对铣削稳定性区域的影响。结果表明:通过基于PD控制器的模态解耦-状态反馈控制技术,不仅能够降低陀螺效应对铣削稳定型的影响,也能够改善铣削的稳定性区域。

基于状态反馈解耦控制的含DFIG电力系统低频振荡抑制研究

由于风力双馈感应发电机(DFIG)内部阻尼转矩不足,导致DFIG接入电力系统时会降低系统阻尼,增加发生低频振荡的风险。文章提出了一种状态反馈解耦的控制方法,该方法依据闭环电力系统状态空间模型,将DFIG视为反馈控制器,对其传递函数阵进行状态反馈解耦,实现对来自同步发电机角速度、功角和阻抗偏差矢量一对一控制,进而对整个含DFIG电力系统数学模型进行降阶,同时调节功角耦合参数C_(g1)、角速度耦合参数C_(g2)以及阻抗耦合参数C_(g3)提高系统阻尼比,抑制公共连接点(PCC)电压幅值变化,提高了对低频振荡的抑制能力。最后,以风电接入四机两区域间降阶模型为例进行仿真,并与传统的状态观测器方法对比,仿真结果验证了所提方法对提高整个系统阻尼比和降低节点电压幅值抑制低频振荡的正确性和有效性。

磁悬浮转子状态反馈解耦自抗扰控制方法

针对磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)转子偏转通道强耦合及航天器姿态测量过程中受扰失稳问题,提出了一种磁悬浮转子偏转解耦抗干扰控制方法。分析了转子两自由度偏转耦合现象,设计了基于状态反馈的解耦控制器;建立了MSCSG在姿态测量过程中航天器的姿态运动对磁悬浮转子产生的干扰力矩模型,采用自抗扰控制器(ADRC)抑制磁悬浮转子的外部干扰;对所建立的扩展状态观测器(ESO)跟踪性和系统稳定性进行了分析,通过调节ADRC中非线性状态误差反馈控制律系数,实现了系统有界输入条件下的稳定。仿真结果表明:状态反馈解耦能够实现偏转自由度的完全解耦,ESO具有良好的跟踪性能,ADRC较传统PID控制方法具有更好的抗干扰性能。

三相电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制

三相电压型PWM变流器在实现能量变换的同时可以消除谐波、实现单位功率因数运行,是一个多输入多输出的非线性系统。文章建立了基于开关函数的变流器数学模型,采用非线性变换以及引入变流器交直流侧的动态功率平衡两种方案相结合,得到了线性化的变流器数学模型。在线性化数学模型的基础上,提出了电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制。仿真结果表明该控制策略能较好地实现三相电压型PWM变流器有功功率和无功功率的解耦控制,具有较好的动态特性,而且网侧电流谐波含量很低。

滑翔式高超声速飞行器大包线状态反馈控制

研究了基于状态反馈的滑翔式高超声速飞行器控制系统设计方法。首先建立了滑翔式高超声速飞行器的动力学模型并对其耦合特性进行了分析,然后考虑到该飞行器再入过程中存在的扰动、参数大范围变化和强耦合情况,针对一类抗扰动鲁棒控制系统,在采用伺服补偿器和基于特征根配置设计的镇定补偿器的基础上,引入状态反馈解耦控制器实现输入输出的近似解耦,得到了一种改进的控制系统结构,设计了滑翔式高超声速飞行器的控制系统。最后,通过定点仿真、参数拉偏仿真及大包线全轨迹飞行仿真,对控制系统的性能进行了检验,校验了控制系统设计方法的有效性。

三相电压型脉冲宽度调制整流器的状态反馈线性化控制系统设计

建立了三相电压型PWM整流器在d-q坐标系下的非线性数学模型,通过非线性输入变换和引入交、直流侧的功率平衡方程,推得三相电压型PWM整流器的线性化数学模型;由此提出了一种电流内环基于状态反馈解耦、电压平方外环基于功率平衡理论的双闭环矢量控制策略,并进行了Matlab/Simulink仿真验证。最后,对基于6MBP20RH060和TMS320F2812设计制作的样机进行了试验,达到了较好的效果。

基于D-STATCOM的串联解耦控制

串联解耦和状态反馈解耦是目前常用的解耦控制方法。在配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)中,由于电流d-q变换后存在耦合,常需要采用解耦控制。针对传统的状态反馈解耦对系统参数的变化较敏感的缺点,采用串联解耦对D-STATCOM进行控制。建立了D-STATCOM同步旋转坐标系下的数学模型,得出其d-q电流之间存在耦合;针对D-STATCOM的数学模型设计了基于串联解耦控制的控制器;为了对比串联解耦和状态反馈解耦的效果,分别推导了当系统参数发生变化时它们的系统传递函数,通过分析传递函数的波特图从控制理论的角度定性地得出串联解耦控制的鲁棒性和动态性能要优于状态反馈解耦控制。仿真结果也表明串联解耦控制具有鲁棒性好、响应速度快的特点。

永磁悬浮无尘传送系统的悬浮特性及解耦控制仿真分析

介绍了一种永磁悬浮无尘传送系统。该系统采用两对双列对称布置的非接触主动永磁悬浮支承。悬浮支承中,永磁铁提供磁性力,伺服电机驱动永磁铁转动,通过改变悬浮支承与悬浮导轨间的磁通量实现悬浮力的实时控制。通过消除冗余的悬浮支承控制点建立悬浮系统的动力学模型,应用LQR控制方法仿真分析未解耦系统的悬浮特性,证明该系统的耦合性及不易控制性。此外,采用状态反馈解耦控制策略对系统进行解耦控制仿真,结果表明该策略可以使系统解耦,并具有较高的稳定性和较快的响应特性。

基于MATLAB的交流永磁同步电机解耦控制研究

介绍了一种采用现代控制理论对交流永磁同步电机的直交轴耦合分量进行解耦的有效方法,该法通过加入状态反馈矩阵使电机的电磁力矩得到独立控制,MATLAB仿真结果证明了该方法的有效性。

电动汽车充放电机变换器解耦控制系统设计

充放电机变换器是实现网侧电能和蓄电池储能交换的关键装置,同时可以消除谐波、实现单位功率因数运行,是一个多输入、多输出的非线性系统。在同步旋转坐标系中,三相电压型PWM变换器的d、q轴电流之间存在耦合,导致有功电流和无功电流不能独立控制。采用交叉解耦控制虽可以获得较好的稳态性能,但暂态性能较差,影响充放电机的工作性能。所采用的状态反馈解耦控制策略电流超调量小,调节时间短,非常适用于充放电机的变换器。仿真实验验证了控制策略的可行性和有效性。

一类分布参数系统的解耦控制算法

主要研究抛物线型分布参数系统的解耦控制问题.大型强制循环多区段立式淬火炉为抛物线型分布参数系统.本文根据淬火炉多个区段之间具有强耦合的特性,采用有限差分法离散化抛物线型偏微分方程,然后通过状态反馈解耦方法对系统进行解耦控制,提出了自学习解耦控制算法,通过分布参数系统状态空间反馈解耦方法将系统转化为多个子系统,以实现锻件温度轴向分布的均匀性.实际运行结果表明,分布参数系统自学习解耦控制算法的效果很好.

基于MATLAB的状态反馈解耦控制交流调速系统仿真

利用MATLAB语言建立状态反馈解耦控制交流调速系统仿真模型 ,并进行计算机仿真 .仿真结果表明 ,采用非线性状态反馈解耦控制的交流调速系统具有良好的静态性能和动态性能 .

三相电压型PWM整流器建模和仿真研究(英文)

三相电压型PWM整流器(VSR)广泛用于AC/DC/AC系统前端整流。考虑到VSR本身非线性特点,建立适合于控制器设计上的数学模型比较困难,提出了一种状态反馈解耦控制电流内环和直流电压平方外环的电压型PWM整流器新型控制策略,基于功率平衡理论,采用解耦状态反馈控制方法,分析并建立了三相电压型PWM整流器d-q坐标系下的线性化数学模型。由于采用直流电压平方外环,使典型的非线性模型线性化,控制器设计直观精确,提高了直流电压和网侧电流的跟踪能力,改善了波形。提出了一种空间矢量的简化算法,简化了运算过程。在MATLAB/SIMULINK环境中建立了仿真模型。仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值。

VAV变风量空调系统施工技术

以某工程为例,对VAV变风量空调系统施工技术进行研究,通过采用BIM技术对风管的形状、构造及布置进行深化设计,优化了系统布置,降低了能耗;采用DDC数字控制的变风量空调系统,实现与计算机联网一体化智能控制,通过VAV末端,实施对空调房间的智能控制,消除了送风温度的变化对室内温度的影响,达到节能的目的。

基于虚拟阻抗滑模控制的MMC环流抑制策略

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的环流,增加了器件的额定容量和系统损耗,进而增大了系统成本。该文在对比各类环流抑制方法基础上,对MMC环流抑制机理进行归纳分析,为增强对环流二倍频的抑制效果,满足系统快速性、抗干扰性要求,提出一种基于虚拟阻抗滑模控制(virtual impedance sliding mode control,VI—SMC)的MMC环流抑制策略。通过建模分析和解耦控制,结合普通环流抑制策略和通用环流抑制策略,进行不同环流抑制模型下的对比研究。结果表明,VI-SMC环流抑制策略能显著降低环流二倍频分量,提高系统鲁棒性,有利于系统稳定、可靠、快速响应运行。

双Buck逆变器嵌入式PI＋重复控制研究

首先分析了基于正选脉宽调制(SPWM)的双Buck逆变器模型。考虑到单一的比例积分(PI)控制控制效果不佳,此处对双Buck逆变器引入嵌入式PI+重复控制方法进行研究,并对逆变器进行了状态反馈解耦。针对逆变器解耦前后的两种PI+重复控制的稳定性条件和补偿函数设计进行了理论分析和比较,总结出逆变器解耦后的重复控制等效控制对象和补偿器的设计更简单。最后通过仿真和实验表明理论分析的正确性和控制策略的有效性。

基于增益调度的大压力筒压力跟踪控制

针对大压力筒压力控制的大惯性特征,采用控制进出压力筒液体容积的方式,实现压力筒内部压力的精确跟踪。建立系统非线性数学模型,在平衡点处线性化系统状态方程,采用极点配置方法设计系统在平衡点处的状态反馈解耦控制器。结合增益调度控制器设计策略,采用Back to turn(BTT)方法,得到系统全局保稳定控制器。仿真结果表明了本文所提出的控制器设计方法的有效性。