基于串联补偿的故障限流器输出量反馈最优控制方法

目前研究的故障限流器输出量反馈最优控制方法对输出量的反馈准确率较低,控制过程时延较长。为了解决上述问题,本文基于串联补偿研究了一种新的故障限流器输出量反馈控制方法。建立串联补偿函数,对故障限流器输出量优化配置分析,分析不同的限流要求,得到限流器的限流效果,通过归一化处理实现优化,根据得到的优化函数得到电抗值。对初始成本分析和限流效果模拟,采用归一化函数构建出优化配置模型,对故障限流器输出量的优化配置进行分析。从而确定故障限流器输出量稳态,实现故障限流器输出量反馈最优控制。实验结果表明,基于串联补偿的故障限流器输出量反馈最优控制方法能够有效提高控制准确率,缩短控制时延。

线电压补偿型动态电压恢复器的双前馈加反馈控制策略

基于线电压补偿的三相动态电压恢复器(DVR),介绍了一种线电压的补偿方法。以单相DVR为例,建立了DVR的数学模型,在此基础上综合分析各种控制策略下的系统传递函数。由分析可知在电网电压和负载电流的影响下,系统始终存在稳态误差。为此提出电网电压加负载电流双前馈和负载电压反馈的复合控制方法,既保持动态响应快速性和系统稳定性,又基本消除电网电压和负载电流对负载电压的影响。仿真和实验验证了理论分析的正确性。

基于电流状态反馈的串联电压质量调节器比例谐振和谐波补偿控制

提出了一种基于电流状态反馈的比例谐振和谐波补偿的串联有源电压质量调节器控制方法。外环采用比例谐振控制器,并与谐波补偿器相结合,使系统具有谐波补偿能力;内环采用电感电流状态反馈,降低系统的谐振峰,并且增强系统的稳定性;同时,引入了负载电流前馈来增强系统对负载扰动的抑制能力。论文对所提出的控制方法进行了详细的理论和仿真分析,并在单相2kVA串联有源电压质量调节器实验装置上进行了验证。仿真和实验结果均证明了所提控制方法的正确性和有效性。

风电场中静止同步补偿器的输入–输出反馈线性化控制

提出一种风电场中静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的非线性控制方法,以提高其动态性能。首先给出STATCOM的动态模型,然后应用输入-输出反馈线性化方法得到精确的线性化模型。将STATCOM应用到风电场中,比较加入STATCOM前后的电压变化情况,结果表明,输入-输出反馈线性化方法对STATCOM具有良好的控制性能,同时STATCOM的应用也提高了风电场的电能质量。

固体氧化物燃料电池输出电压前馈-反馈控制

基于固体氧化物燃料电池(SOFC)运行参数静态值间的关系,对SOFC的定输出电压运行进行了分析,指出要实现定输出电压运行在保持输出电压恒定的同时还要使燃料利用率满足一定的约束。进一步采用前馈-反馈控制策略设计了输出电压控制器,其中前馈控制器基于运行参数静态值间的关系进行设计,其核心是利用卡当公式求解三次方程;反馈控制器为PI控制器,通过将对象模型线性化后采用频率响应法进行设计。仿真结果表明,所给的前馈-反馈控制比单一的反馈控制具有更优的动态性能,在通常的负荷变化范围内足以满足定输出电压运行的要求。

提高VSC无功功率支撑能力的直流电压补偿控制策略

传统矢量控制策略下,提高电压源换流器VSC(voltage source converter)的无功输出会使并网点电压升高。为充分发挥VSC参与交流系统无功支撑的能力,同时保证良好的电能质量,提出一种直流电压补偿控制策略。该策略根据VSC的期望无功输出自适应调整直流电压幅值,使VSC在输出大量无功功率的同时,避免因PWM过调制造成的谐波含量激增。通过状态空间模型得出了直流电压补偿控制参数的可行域。基于Matlab/Simulink详细开关模型的仿真结果验证了该策略的有效性。

不平衡电压下基于Y源双级矩阵变换器的微分平滑控制策略

当电网电压产生不平衡工况时,电流电压会出现较大的波动,YSTSMC采用传统PI控制器难以调节电能质量。为了完善不平衡电网电压下Y源双级矩阵变换器(YSTSMC)的输入控制,提出了微分平滑控制(DFC)策略,并利用动态调制系数降低不平衡工况下有功功率所产生的高次谐波波动。仿真实验结果表明,基于DFC控制策略可以使系统的响应速度和输出电能质量得到提高。

静止无功补偿器的小波神经网络PID控制方法研究

静止无功补偿器(SVC)是电力系统中应用广泛的动态无功补偿装置。针对传统比例积分微分(PID)在SVC动态调节过程中由于控制器参数固定而存在动态响应、自适应能力差的问题,提出了一种基于小波神经网络PID(WNNPID)的SVC电流反馈电压稳定控制方法。首先,分别选取SVC的电压差ΔUr、电压误差ΔU和补偿电压USL作为WNNPID控制器的输入信号,而控制器的输出为SVC的参考电纳。然后,采用小波神经网络(WNN)和增量式PID控制对WNNPID控制器的结构进行设计。最后,采用Matlab/Simulink仿真平台对所提控制方法进行仿真,并与基于反向传播(BP)神经网络PID的控制效果进行了对比。仿真结果表明,所提WNNPID控制方法具有更稳定的电压控制效果、较快的响应速度、较好的动静态响应性能和较强的自适应能力。

D-STATCOM的输入—输出反馈线性化滑模变结构控制

为提高配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)控制系统动态性能和鲁棒性,提出一种基于输入—输出反馈线性化与积分滑模控制相结合的D-STATCOM控制方法。该方法利用输入—输出反馈线性化实现D-STATCOM有功电流与无功电流的解耦,消除D-STATCOM直流侧电容电压的非线性特性,使之在支撑公共耦合点(PCC)处电压的同时快速稳定直流侧电压,并利用积分滑模控制增强其对参数摄动的鲁棒性。仿真和物理实验结果表明,D-STATCOM采用文中提出的控制策略,配电网PCC处电压和直流侧电容电压均能快速、准确地调整到其参考值,并在外部干扰及参数变化时具有较强的鲁棒性。

采用输出反馈方式的电力系统非线性励磁控制

现有的电力系统非线性励磁控制器多基于状态反馈设计,需要测量同步发电机的转子角和部分变量的微分,并且控制器以发电机相对转子角驱至参考值为控制目标,在系统的网络参数或运行方式变化时无法维持机端电压恒定。采用输出反馈的方式提出一种新的非线性励磁控制器设计方法。分别针对单机无穷大系统及多机系统,对系统的非线性数学模型提出了新的变换方法,将其转换为以机端电压偏差、角速度偏差和有功功率偏差为状态变量的不确定线性系统,进而应用一种基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的鲁棒控制理论设计出控制器。该控制器不需要测量发电机转子角及任何变量的微分,不依赖于电力系统某个特定运行点,能适应系统网络参数与运行方式变化,较好地抑制扰动并实现机端电压调节功能。仿真结果验证了所得结论。

基于负序电压补偿的VSC-HVDC系统的不平衡控制

交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制策略直接关系到系统的运行和安全性能,具有明显的工程应用价值。建立了交流系统不平衡故障时d-q同步旋转坐标系下系统换流器的正负序数学模型,设计了不平衡条件下的同步相位和正负序分量的实时检测系统。采用非线性系统反馈线性化理论,设计了系统的状态反馈线性化电流解耦控制器。在此基础上设计了负序电压补偿的不平衡控制系统,在有效抑制负序电流的同时,简化了控制系统结构。基于PSIM的数字仿真,验证了所设计的控制器具有良好的控制性能。

线性不确定系统输出反馈滑模控制器设计

针对线性不确定系统出现的稳定不变零点和模型匹配不确定性 ,首先给出了满足Kimura Davison条件[3] 的滑动超平面和输出反馈滑模控制器[4 ,5] 的设计 ,然后 ,详细讨论了当系统不满足Kimura Davison条件时 ,需要引入补偿器 ,并且给出了补偿器、滑动超平面和控制器的设计方法。经过仿真 ,证明此方法能有效的抑制系统的模型匹配不确定性 。

具有简单重力补偿的机械手反馈控制

讨论在关节空间中机械手的反馈镇定问题。首先通过构造新的 L yapunov函数 ,证明了 PD控制规律加简单的 (期望位置的 )重力补偿可以全局镇定刚体机械手系统 ,改进了需要精确重力补偿的 PD控制规律。进一步利用机械手动力学方程中的无源性 ,提出了具有简单重力补偿的动态输出控制规律。由于期望位置的重力可以离线计算 。

直流电压控制算法与无功电流反馈控制算法的分析和比较

谐波及无功电流检测方法和补偿电流控制方法对补偿装置的补偿性能起关键作用。对上述2种算法的原理进行了分析和比较,通过在不同负荷条件下对2种算法进行仿真分析,比较了它们在感性、容性和动态补偿情况下各自补偿的特点,得出在谐波治理、动态响应和响应时间方面,以系统电流为目标电流的算法优于以有功损耗电流和负荷无功电流为目标电流的算法,但后者可直接进行补偿,系统电流变化较大时对其补偿效果影响不大,当负荷电流的无功分量较大时,补偿效果较好。

图腾柱功率因数校正器的二自由度控制分析

TPFC一般采用一自由度输出电压控制,在负载变化时输出电压动态特性较差,且启动过程存在明显超调。本文在推导TPFC双闭环控制结构基础上,引用了负载电流前馈控制和输出电压反馈补偿控制,构成两种二自由度(2DOF)控制结构。仿真分析表明,负载电流前馈型2DOF控制可以有效抑制负载变化引起的输出电压波动,但启动过程超调明显;输出电压反馈补偿型2DOF控制可以实现输出电压无超调启动,但是抑制负载变化的能力较差;综合负载电流前馈型和输出电压反馈补偿型的2DOF控制获得满意的输出电压控制效果,表现为启动过程无超调和变载过程无波动。

感应电机非线性输出反馈控制变频调速系统

针对以定子电压为控制量的交流感应电机调速系统存在的系统结构复杂、实时计算量大的缺点,提出了一种感应电机的非线性输出反馈控制变频调速方法。该方法依据感应电机的降阶模型,采用非线性输出反馈控制技术设计外环转速与磁链控制器,以滞环比较器作为内环电流跟踪控制器,直接产生PWM信号控制电压源逆变器,驱动感应电机运行,实现了对光滑转速参考信号的渐近跟踪。仿真结果表明该系统不仅具有快速的动态响应性能,而且对负载扰动具有较强的鲁棒性。

UPS应用中δ调制PWM控制器与电压反馈的实现

为了改善UPS的负载电压品质,提高逆变器的开关频率,减小输出电压的谐波分量,提出了调制PWM控制器,其原理是利用负载变化时相位差来改善输出电压.仿真说明输出电压的稳定性得到了改善.

基于T-S模型的输出反馈滑模控制及应用

为了使系统满足品质要求并对不确定因素具有较强的鲁棒性,采用滑模控制方法。建立被控对象T-S模糊模型。针对系统状态不完全可测特点,采用迭代线性矩阵不等式方法,利用输出信息构造滑模面。根据系统品质要求,采用参数鲁棒设计方法,配置所需极点,确定相应在参数空间的映射关系。应用平行分布补偿算法,根据映射产生的参数样本训练T-S模糊控制器,实现等效控制律。在此基础上应用高增益方法设计切换控制律,保证系统对满足匹配条件的不确定因素具有较理想的自适应性。最后,直升机模型的仿真结果表明,方法具有很好的控制效果。

基于输出反馈的电液作动器自适应指令滤波控制

针对电液作动器跟踪控制中存在的结构化和非结构化的不确定问题,本文提出了一种输出反馈自适应鲁棒指令滤波跟踪控制方法.该方法结合了改进的LuGre摩擦补偿技术和自适应鲁棒指令滤波控制技术.自适应法则用来处理结构化不确定性;控制器鲁棒设计用来解决非结构化不确定性.除了位置信号外,速度、压力和摩擦力值均来自观测器,来自观测器的模型误差通过鲁棒设计进行补偿.指令滤波控制技术用来解决经典反步控制中固有的"复杂性爆炸"问题.控制器可以保证系统渐进稳定.通过对比实验证明了该方法在跟踪性能上的有效性.

级联H桥整流器输出电压平衡模糊PI控制策略

针对级联H桥整流器输出电压平衡问题,在传统比例式脉冲补偿电压平衡策略的基础上引入了模糊控制技术,提出了基于模糊自适应PI控制的级联H桥整流器输出电压平衡策略,并对所提策略进行了建模分析,给出了模糊控制器的设计方法。所提策略在整体双闭环控制的基础上,通过电压平衡模糊控制计算出各级的占空比补偿量,进而实现各级输出电压的平衡。最后,利用搭建的3级级联H桥整流器的仿真模型和实验样机对传统策略和所提策略分别进行了测试,测试结果表明所提策略能够有效地减小级联H桥整流器大范围切载时各级输出电压间的最大不平衡电压,证明了所提策略的正确性和可行性。