基于超局部化时间序列的永磁同步电机无模型预测电流滑模控制策略

在复杂环境、多变负载工况中,由于时变电感参数、磁场耦合、铁心饱和等影响,电机控制精度及可靠性下降。为解决以上问题,该文充分利用时间序列模型反映电机电压、电流等状态变量之间关系,消除传统参数化建模的影响,提出基于超局部化时间序列的无模型预测电流滑模控制(SMC)方法。该方法将时间序列数据驱动模型超局部化,提升传统超局部模型精度,并采用递归最小二乘法(RLS)在线估计和更新模型中全部待定系数,实时精准响应当前系统工作状态。在此基础上,结合超局部时间序列模型,生成滑模控制函数,并设计Lyapunov方法验证函数趋近条件。实验结果表明,与传统控制方法相比,提出方法具有更强的鲁棒性、更优的电流质量和较低的系统噪声。

基于非线性扰动补偿的超局部无模型永磁同步电机电流预测控制

在电机运转过程中,电机参数会发生变化,产生参数漂移,同时电机会受到内外部未知扰动,导致控制性能下降,抗干扰性和鲁棒性较差。为解决这些问题,提出非线性扰动补偿的超局部无模型电流预测控制方法。只利用电流环的输入和输出,建立超局部无模型电流预测控制模型,不涉及任何电机参数,解决了因参数变化导致的模型失配问题。针对系统总扰动,建立非线性扰动补偿模型,能够较为准确和稳定地估计系统总扰动,并进行前馈补偿,实时更新控制信息,仅需调节两个控制参数。为防止产生较大的电流,建立电流限幅控制,提高电机控制性能。仿真和实验结果表明,提出的控制方法对于参数变化和外部扰动,具有较强的鲁棒性、抗干扰能力,能够实现较快的动态响应,减小电流纹波,降低电流静差,获得较优的电流环动静态性能;抑制转速脉动和超调量,稳定跟踪额定转速,有利于电机的平稳运行。

基于仿射超局部的交流电机无模型预测控制策略

在复杂工况和运动状态下,交流电机系统因磁场耦合、铁心饱和等因素导致物理参数非线性时变,电机控制性能和系统鲁棒性弱化。针对上述问题,无模型预测控制策略利用交流电机变量之间的内在关系,构建数据驱动模型,从而摆脱对物理参数的依赖,并消除参数失配的影响。文中结合永磁同步电机驱动系统,提出一种仿射超局部模型,并设计无模型预测电流控制策略。该方法采用最小二乘算法对仿射算子进行在线估计,并设计状态补偿机制,通过ε-近似思想选取状态补偿增益,以实时反映系统运动特性。方法稳定性通过系统零极点分析进行验证,并通过实验验证对其有效性以及在模型适配性、电流质量和系统鲁棒性等优势进行验证。

基于超局部模型的列车速度位移跟踪控制研究

列车自动驾驶对目标速度位移的跟踪控制精度要求较高,但现有列车速度位移跟踪控制方法大多采用单质点或多质点模型,该模式存在高度依赖模型精度、抗干扰能力较差等问题,文章提出一种新的列车速度位移跟踪控制方法。与现有方法不同,该方法首先建立列车超局部模型,以消除模型对质量参数、基本阻力和附加阻力经验公式精度的依赖,实现系统无模型控制;其次,为增强系统抗干扰能力,设计一个ESO在线估计超局部模型的系统不确定性,并实现在线补偿;最后,根据动态面控制原理及ESO在线补偿结果,设计一个动态面控制器,以实现对列车目标速度位移的精确跟踪。基于深圳市轨道交通20号线一期工程列车参数及线路条件进行仿真实验。实验结果表明,该方法能够实现对目标速度及位移的精确跟踪。由此证明其在实际应用中的有效性。

基于超局部模型的永磁同步电机预测控制

针对工况变化时永磁同步电机参数随之变化引起的传统有限集模型预测电流控制性能下降的问题,提出了一种采用自适应径向基函数神经网络观测器的超局部模型预测控制方法。首先基于超局部模型,建立无电机参数的永磁同步电机模型;其次,设计自适应径向基函数神经网络观测器去逼近所建立的模型中的未知部分,通过李雅普诺夫稳定性定理进行了稳定性分析;最后,对两种方法进行实验比较,结果表明所提出的方法具有更好的动态和稳态性能。

无桥DBPFC变换器的虚拟超局部优化控制策略

针对传统平均电流控制的无桥Dual-Boost功率因数校正(DBPFC)变换器存在功率因数低、总谐波失真大、动态响应速度慢以及输出电压纹波较高等不足,文章提出一种虚拟超局部优化控制策略。通过坐标变换的方法建立了变换器在虚拟dq模式下的工作模型,实现对电流的无静差跟踪,并在此基础上设计了一种超局部优化控制策略,改善了基于数学模型设计的电流控制器对参数变化及内、外部扰动敏感的缺陷,克服控制器对参数的依赖。仿真和实验结果表明,文章所提虚拟超局部优化控制的无桥DBPFC变换器的功率因数可达0.996,总谐波失真为4.93%,且具有良好的动态响应能力和较高的电能质量水平。

双有源全桥变换器的超局部模型控制策略

随着高比例新能源及大量不确定负载通过直流变换器接入直流微电网,DC/DC变换器的控制策略对维持直流母线电压稳定起着重要的作用,但源荷的非线性不确定动态特性使得变换器精确建模困难。为此,提出了基于滑模观测器的双有源全桥变换器超局部模型控制策略,构建了DC/DC变换器超局部模型,引入滑模观测器精确估计超局部模型中的未知项,提升控制效果;并通过Lyapunov稳定性理论证明了该控制方法的稳定性。经搭建的仿真和实验平台验证得出:所提控制策略在各种扰动下均可使直流母线电压具有良好的稳定性及鲁棒性。

永磁同步电机无参数超局部模型预测控制

为了解决永磁同步电机在参数失配时模型预测控制效果不佳的问题,建立了永磁同步电机d-q轴电流的超局部模型,提出了一种的无参数模型预测控制方法。通过对每个控制周期内定子d-q轴电流变化量进行分解,得到受电机运行状态的影响较大的电流的自然响应分量,以及主要与电压矢量相关的强迫响应分量。利用临近控制周期中的电压矢量与电流变化量,单独解耦出电流自然响应分量进行实时计算,以达到快速跟踪的效果。使用递推最小二乘法估算电压矢量对电流的作用参数,从而计算电流的受迫响应分量。以较小的计算量实现了永磁同步电机的无模型预测控制。仿真和实验结果显示,无需预知电机参数即可获得优良的静态和动态性能,整体性能优于存在参数失配的传统模型预测控制,具有广泛的适用范围。

基于ESO的超局部无模型PMSM转速预测控制

针对永磁同步电机(PMSM)由于参数变化和外界干扰导致控制性能下降的问题,提出了一种基于扩展状态观测器(ESO)的超局部无模型转速预测控制(MFSPC)方法,并解决了数字系统中的一拍延迟问题。该方法仅利用速度环的输入和输出,不考虑电机参数,避免了因电机参数变化导致的模型失配。针对传统MFSPC方法参数调整多、工作量大、输出脉动大、抖振明显、抗干扰性和鲁棒性差的问题,建立了ESO,实时监测系统的总扰动,并进行前馈补偿。利用ESO产生的转速预测,解决了数字控制系统中的一拍延时问题,并基于频域分析,整定控制参数,提高控制性能。实验结果分析表明:所提方法有较强的抗干扰性和鲁棒性,能够稳定跟踪额定转速,有较快的动态响应。

超拓扑空间的超局部紧性

将拓扑空间中的局部紧性引入到超拓扑空间中,讨论了超拓扑空间中的超局部紧性。利用类比和分析的方法,给出了超局部紧空间的定义,并对超局部紧空间的相关性质进行了讨论,研究了超局部紧空间中超闭子空间的性质,以及超局部紧空间与超紧空间、超正则空间的关系。

局部超挖或超载作用下桩锚支护基坑连续垮塌试验研究

超挖或超载导致的基坑垮塌事故时有发生,然而局部超挖超载情况下基坑连续垮塌的全过程演化机理仍缺乏深入研究,限制了对此类基坑事故的针对性预防和控制。依托两起基坑垮塌案例,设计了桩锚支护基坑连续破坏模型试验,研究了局部超挖或超载对单道锚杆支护结构变形、土压力、锚杆轴力、支护桩及冠梁内力等的影响。结果表明,基坑局部超挖后,基坑外产生的土拱效应和冠梁荷载传递效应将导致邻近区域支护桩和锚杆内力大幅上升,此情况下超挖区内锚杆局部失效将进一步加剧这两个效应,引发邻近未失效锚杆连续破坏。支护桩嵌固深度较小时,锚杆失效后桩身弯矩始终减小,最终由于桩顶缺少约束而发生倾覆破坏;相反,当嵌固深度较大时,被动区土体对支护桩约束作用较强,最终支护桩的弯矩绝对值将显著提高,更可能发生弯曲破坏导致基坑垮塌。基坑正常开挖深度越大,超挖及锚杆失效产生的土拱效应越强,触发锚杆连续破坏所需的初始破坏锚杆越少,抗连续破坏能力越弱,应考虑局部加强锚杆,将局部破坏限制在一定范围。基坑顶部超载量过大将导致锚杆自超载范围中心向远端依次失效,进而引发基坑垮塌。锚杆设置高度不同,触发锚杆连续破坏的超载量不同,连续破坏路径和为应对潜在的超载风险需重点验算的构件也可能不同。锚杆设置在腰梁上时,超载情况下,锚杆的荷载传递系数大于支护桩,需优先考虑对锚杆进行局部加强设计;锚杆设置冠梁上时,触发锚杆连续破坏所需的超载量较腰梁工况更大,超载情况下,支护桩的荷载传递系数大于锚杆,应优先对支护桩考虑附加荷载作用进行设计。

局部超二次二阶哈密尔顿系统周期解的多重性

运用对称山路引理研究一类二阶哈密尔顿系统在局部超二次条件下周期解的多重性问题.得到了系统的能量泛函的无穷多个临界点.在此局部超二次条件下,二阶哈密尔顿系统有无穷多个周期解.

引入ESO的永磁超环面电机无模型预测电流控制

为改善无差拍预测电流控制(DPCC)对永磁超环面电机系统参数的依赖性,研究了引入扩张状态观测器(ESO)的永磁超环面电机无模型预测电流控制(MFPCC-ESO)策略。根据永磁超环面电机的复合转子结构,引入自转运动影响系数与磁势系数,在旋转坐标系下建立该电机的时变数学模型;利用永磁超环面电机系统的输入与输出,建立该电机具有时变比例因子的超局部模型,同时引入ESO对超局部模型的干扰部分进行实时估计,并利用朱利稳定判据证明了ESO的稳定性;结合延时补偿的DPCC预测得到参考电压矢量,从而实现永磁超环面电机的MFPCC-ESO策略。对参数匹配和失配下永磁超环面电机MFPCC-ESO策略与DPCC策略进行对比分析,仿真结果表明:MFPCC-ESO策略下的永磁超环面电机具有优越的动态和稳态性能及强鲁棒性,同时该控制策略还能有效降低永磁超环面电机的输出波动。

局部超挖对内支撑结构的施工效应

为确定基坑开挖时局部超挖量以及控制局部超挖的施工效应,在分析实测数据的基础上,利用PLAXIS 3D数值分析软件,模拟不同局部超挖范围下支护结构的受力和变形特性,分析局部超挖对内支撑支护结构的施工效应影响范围,进而在基坑宽度固定的前提下,提出确定最适合局部超挖范围的方法。结果表明:局部超挖会对超挖区以及邻近非超挖区产生施工效应,主要体现在支护结构侧移、弯矩、支撑轴力上;局部超挖范围增大,相邻区域的内力和侧移也逐渐增大,影响范围与超挖范围存在一定关系;桩后土压力在超挖区内大幅减小,由于土拱及加载作用,邻近超挖段的非超挖区土压力会有小幅上升。

一种永磁同步电机无模型超螺旋快速终端滑模控制方法

针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)由于内部参数变化、外部扰动等各种不确定性因素导致控制性能不佳的问题,提出一种无模型超螺旋快速终端滑模控制方法。首先,建立考虑IPMSM不确定性的新型超局部模型,结合超螺旋算法和快速终端切换函数设计无模型超螺旋快速终端滑模控制器,确保系统状态有限时间收敛,并有效减小抖振。其次,设计扩展滑模扰动观测器精准估计超局部模型中的未知部分,并前馈补偿给设计的控制器,进一步提升系统的抗干扰能力和跟踪性能。最后,通过与PI控制和传统无模型滑模控制进行仿真实验对比,验证了该方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性。

消除大容量电厂锅炉过热器及再热器局部超温的措施

介绍一种新开发的采用改变蒸汽流量分配和结构上的措施来补偿燃烧侧吸热不均匀性的方法,以解决过热器、再热器超温爆管达到设计优化。采用此法可靠性高、施工方便、费用小,但需准确的热偏差计算作为依据。并介绍热偏差和壁温计算方法的理论依据及与实测值的比较,展望提高亚临界电厂锅炉汽温的前景。

基坑局部超挖对周边支护结构的影响机理

虽然已有很多由局部超挖引起基坑大范围破坏的工程案例,但局部超挖对支护结构整体的影响却较少有深入研究。文中采用显式有限差分法,对不同条件下的基坑局部开挖进行了模拟。结果表明,局部开挖不仅会导致开挖范围内支护桩内力大幅增长,还会导致周边一定范围内支护桩内力增长。研究成果为坑中坑设计及基坑分区开挖等基坑局部深挖问题提供了参考。

局部超线性常微分p-Laplacian系统的多重周期解

利用临界点理论研究常微分p-Laplacian方程周期解的存在性,在比Ambrosetti-Rabinowitz条件更弱的超线性条件下,得到了多重周期解存在的充分条件.

局部超线性椭圆方程Robin边值问题的多重解

利用临界点理论研究椭圆方程Robin边值问题解的存在性.在比Ambrosetti-Rabinowitz条件更弱的超线性条件下,得到了多重解存在的充分条件,所得结论推广了已知结果.