基于一种双闭环控制策略的交流电力机车PWM整流器模拟仿真分析

随着高速铁路的快速发展,交流传动技术已成为当今世界上牵引动力高新技术的标志,也是我国铁路牵引动力今后发展的主要方向。作为交流传动电力机车电传动系统的核心子系统之一,网侧变流系统要保证直流中间环节的电压恒定,交流电网侧功率因数接近1,还要使电网电流尽量接近正弦,其运行状况直接影响到电传动系统的稳定。本文介绍了DJH11型机车电压型单相全桥PWM整流电路工作原理和一种基于直接电流控制方式的双闭环控制策略,结合DJH11型电力机车网侧系统主要电气参数,在MATLAB/SIMULINK中构建DJH11型电力机车其中一组电压型单相全桥PWM整流电路模型,来分析PWM控制技术。利用MATLAB/SIMULINK构建电压型单相全桥PWM整流电路模型,并且详尽给出了各种封装模块的内部结构,仿真分析验证了所选用控制策略的可靠性。

新型Buck-Boost矩阵变换器的双闭环控制策略

为了克服传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷,提出了新型Buck-Boost矩阵变换器,采用双闭环控制策略进行控制.介绍了该控制策略的基本原理与设计方法,对比分析了该控制策略与滑模控制及离散滑模控制的各种特性,并通过仿真对其控制效果进行了验证.结果表明:该控制策略不仅具有比滑模控制和离散滑模控制更加优良的动态性能,而且还具有更强的谐波抑制能力,其输出波形的谐波失真度更小,稳态精度更高,因而具有更好的应用价值.

PWM型DC/DC开关变换器非线性闭环控制策略的研究

融合了开关变换器脉动和非线性的特点 ,提出了积分函数控制新策略 ,实现了输出电压平均值的即时动态控制 ,即在电源电压与负载电流瞬态或持续扰动下 ,开关变换器直流输出电压的动态或稳态输出误差为零。以降压型开关变换器为例 ,计算机仿真和实验验证了新策略的优良特性。

基于模型的柴油机Urea-SCR系统闭环控制策略仿真

针对某型柴油机的尿素选择性催化还原(Urea-SCR)系统,在相关SCR化学反应特性试验的基础上,考虑到NH_3泄漏引起的NO_x传感器交叉敏感问题,采用Matlab/Simulink建立了基于模型的SCR闭环控制策略,主要包括动态床温估算模型、起喷温度控制模型、基于NO_x传感器的原机NO_x排放估算模型、空速计算子模型、目标转化效率修正模型、尿素水溶液换算子模型、NH_3泄漏峰值修正以及储氨修正模型等.在此基础上搭建了基于Simulink和GT-Power的耦合仿真平台,并对SCR控制策略进行模型验证.结果表明:柴油机最终NO_x排放为1.92,g/(k W·h),NH_3泄漏的平均体积分数值为9.26×10^(-6),能达到国Ⅴ排放标准.

基于闭环控制策略的负载谐振型臭氧发生器电源

介质阻挡放电型臭氧发生器负载呈容性,随负载外加电压的升高,间隙放电逐渐增强,其总的负载等效电容逐渐变大。针对负载的这一特点,提出了一种基于逆变器输出电流进行闭环频率跟踪控制的高频逆变电源方案,详细分析了该控制策略的特点,并研制了实验样机,进行了实验验证,得出应用该方案的电源具有结构简单、工作频率变化范围小、系统参数容易选择、可靠性高等优点。

基于NO_x传感器的Urea-SCR系统氨闭环控制策略

考虑到氨闭环控制中NH_3传感器成本高的问题,针对基于氮氧化物(NO_x)传感器的尿素选择性催化还原(Urea-SCR)系统氨闭环控制策略进行了研究,以Matlab/Simulink软件为仿真平台建立了前馈控制模型、反馈控制模型、催化器模型和NO_x传感器模型;考虑到NO_x传感器对NH_3的交叉敏感特性,通过扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,可根据NO_x传感器信号对催化器下游NH_3泄漏量进行估计;在3个典型工况下采用不同的尿素喷射量进行试验,根据试验数据用非线性最小二乘法对催化器模型进行了参数辨识;在欧洲瞬态测试循环(ETC)下进行了试验,并与模型仿真结果进行对比.结果表明:模型能较好地预测催化器下游NO排放和NH_3泄漏情况,且该控制策略在仿真和试验条件下均能将催化器下游NO排放控制在2,g/(k W·h)以下,NH_3体积分数控制在9×10^(-6)左右.

电磁式惯性型作动器的闭环控制策略与性能试验

针对电磁驱动AM D控制系统在开环控制模式下性能试验存在的问题,提出利用位置和速度反馈的闭环控制策略进行系统性能测试,从而可以研究系统在低频和大位移控制下的动态工作性能。首先借鉴运动伺服控制方法,把电磁驱动AM D控制系统的力-电关系模型转换成系统运动方程。其次类比于旋转电机并结合量纲分析方法,建立电磁驱动AM D控制系统闭环控制算法参数的理论计算公式,通过试验验证了公式及算法参数的准确性。最后分别进行正弦位移和阶跃位移控制下系统的闭环性能试验,实测结果表明电磁驱动AM D控制系统是一种响应迅速、线性性能良好的结构振动主动控制系统,基于试验结果与理论模型预测结果的比较,再次证实了系统力-电关系计算模型的正确性。

磁悬浮减振器的双闭环控制策略研究

研究一种新型的磁悬浮减振器,它采用永磁铁和电磁铁构成混合式磁悬浮系统,利用磁铁间相互的斥力提供悬浮力,实现柔性减振。在系统模型的基础上,针对减振器磁悬浮系统的非线性、存在未建模动态和不确定性、模型不十分精确的特点,提出采用自抗扰控制器作为外环,PID控制器作为内环,构成双闭环反馈控制方案来实现稳定的悬浮、减振和对扰动的抑制。仿真分析和实验研究表明:采用此控制方案的磁悬浮减振器具有很好的动、静态特性和强抗扰性。

基于缸压的船用柴油机燃烧闭环控制策略研究

针对柴油机全寿命过程中动力性下降及各缸工作不均匀的问题,以MAN 6L16/24型船用柴油机为研究对象,模拟因各缸喷油器老化而引起柴油机动力性下降和各缸工作不均匀,对比分析开环、转速闭环和燃烧闭环等不同控制策略改善柴油机动力性、工作均匀性的效果及动态控制性能,针对燃烧闭环控制转速滞后较大的问题,提出转速燃烧闭环协同控制策略,分析了该控制策略对轨压波动和进气流道阻塞干扰因素的鲁棒性。仿真结果表明,协同控制策略可有效改善柴油机各缸工作不均匀现象,提升转速响应速度。

SCR系统闭环控制策略的研究

在汽车排放污染物日益增加和汽车排放法规日益严格的背景下,介绍SCR系统闭环控制策略的控制逻辑,分析如何通过氮氧化合物传感器的读数实现SCR系统闭环控制尿素喷射量。而后通过发动机台架试验的排放试验结果,对比分析闭环控制相对开环控制的优势,研究闭环控制策略在实际匹配应用中的价值。

机器人运动双闭环控制策略

为解决蝙蝠算法无法进行高维计算的问题,将定向环节与蝙蝠算法结合,避免过早收敛,增强探索能力,使它能够进行高维计算,更快搜索到全局最优解。通过建立数学模型,在MATLAB/Simulink中进行仿真并进行实验验证。结果表明:基于定向蝙蝠算法优化的自抗扰控制器的直流电机能够减少超调、响应速度快、抗干扰能力更强、精度更高。

配电网智能AVC实时闭环控制策略和建设途径研究

为建设智能电网和促进电网无功电压技术经济转型而作。首先介绍了智能AVC必须具有的技术特征与它的技术支持,及其与AVC的区别。重点研究了配电网智能AVC的实时闭环控制策略,并举例展示配电网电能质量、线路损耗与电压稳定储备系数三个指标同时抵达的最好状态;而后提出它的建设途径;在结语中总结出智能AVC的创新点。

一种基于双闭环控制策略的新型矩阵变换器研究

针对传统矩阵变换器存在电压传输比低的缺陷,提出一种新型的矩阵变换器,称为Boost交直交矩阵变换器的电路拓扑结构.介绍了该拓扑结构的基本构成和工作原理,分析推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,着重阐述了所采用的双闭环控制策略的基本设计方法,最后通过仿真对该新型电路拓扑的有效性和可行性进行了验证.结果表明:该电路能实现电压传输比和输出频率的任意调节,且输出波形的正弦性好、失真度小,从而有效地解决了传统矩阵变换器电压传输比低的固有缺陷,具有一定的应用价值.

三相Vienna整流器单闭环及中点电位平衡控制策略

为降低Vienna整流器的生产成本,提高控制算法的工作效率,设计了基于无电流传感器的单闭环控制策略.针对Vienna整流器的中点电位波动和传统三电平空间矢量调制(SVPWM)计算繁琐的问题,引入一种基于载波调制的简化等效SVPWM技术,主要是通过在零序分量中加入平衡因子来控制中点电位平衡.单闭环控制算法和等效SVPWM相结合大大简化了控制系统的设计过程,提高了整个控制系统的工作效率.最后通过实验验证了该控制算法的正确性和高效性.

基于占空比波表的三相四线整流器控制

三相脉宽调制(PWM)整流器应用广泛。针对三相四线(TPFW)PWM整流器,提出了一种基于占空比波表的电压电流双闭环控制策略。该控制策略电压外环采用波表系数步进调节控制,电流内环采用离散比例积分微分(PID)控制叠加电容电压步进调节均衡控制。该方法能够提高系统功率因数,同时也能抑制整流器输出直流侧电压波动以及实现电容电压均衡。最后在硬件平台上进行实验验证,实验结果表明该控制策略具有抑制输出电压纹波、功率因数高、系统稳定性好等优点。与传统方法相比,该控制方法控制简单,易于工程实践.

基于快速有效值算法的逆变器三环控制策略

传统的逆变器电压外环、电流内环控制策略无法完全消除静差;在双环控制基础上增加有效值外环的三环控制策略虽然能减少静差,但由于有效值算法较慢,影响了系统的动态性能。为进一步优化逆变器三环控制策略,提出了将快速有效值算法用于逆变器三环控制,并给出了2种快速有效值算法的实现原理和设计方法,通过比较得出了基于迭代法的有效值算法具有低噪声干扰、低谐波干扰等优点。将该算法用于逆变器三闭环控制系统,提高了闭环控制的实时性。通过仿真和实验验证了该方法的高稳定性和优良的动态性能。

VSC-HVDC三相不平衡控制策略

分析了电网三相不平衡时电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统的谐波传递特性,设计了一种基于瞬时对称分量法的序分量检测技术,适用于VSC-HVDC系统的正、负序双回路的双闭环控制策略。该控制策略利用瞬时对称分量变换获取电压和电流的无延迟正、负序分量,不仅在时域范围内对传统对称分量法进行了扩展,而且也解决了正、负序分解时所带来的延迟问题。另外,提出在三相不平衡电力系统的控制中增加一个不平衡指令补偿模块,改善VSC-HVDC系统在电网三相不平衡时的运行特性。最后,在仿真软件PSCAD/EMTDC的环境下建立了一个VSC-HVDC系统及相关控制策略,验证了所设计控制策略的正确性。

基于实测数据的谐波负荷模型控制策略

负荷建模对维护电力系统的安全稳定运行有重要意义。提出一种基于实测数据和谐波发生机理的谐波负荷模型,在分析实测数据的基础上,将受控电流分解为基波与谐波分量分别控制。谐波电流采用基于电压前馈解耦的双闭环控制策略,保证运行过程中的功率平衡和稳定性;提出一种改进型的准PR双谐振控制方法对dq0轴谐波电流进行跟踪控制,能够同时控制2个相邻的奇次谐波,在满足控制精度的同时有效简化了控制器。仿真结果表明,模型控制策略具有较高的精准度和快速性,且模型电路结构利用现有技术可方便实现,实用性较高。

基于负载功率前馈的PWM整流器控制策略

此处在整流器数学模型和瞬时功率理论的基础上,提出了基于负载功率前馈的新型电压电流双闭环控制策略。通过对系统瞬时功率的分析,找出功率与电压之间的关系,使得外环以电压的平方为控制变量;电流内环采用电流前馈解耦控制,实现对有功和无功电流的独立控制。在新型双闭环控制基础上,引入负载功率前馈。最后实验证明新型双闭环控制比传统双闭环控制动态性能好,而有负载功率前馈的新型双闭环控制比无负载功率前馈的新型双闭环具有更好的动态响应性能。

矩阵变换器自抗扰控制策略研究

矩阵变换器的输出电压易受各种因素的影响,为了改善输出性能,将自抗扰控制技术应用于矩阵变换器的闭环控制中。分析了自抗扰控制器的特性,提出了一种双闭环自抗扰控制策略,即电流内环与电压外环均采用一阶简化的自抗扰控制算法。仿真结果表明:该方法不仅可以有效地抑制多种扰动的影响,而且比PI控制具有更优的动静态性能,可满足高性能矩阵变换器系统的控制要求。