基于Matlab/Simulink动态建模的600MW机组给水全程控制系统优化

采用Matlab/Simulink软件对同煤大唐塔山电厂(塔山电厂)亚临界600MW机组给水控制系统在高、低负荷下的不同动态特性进行建模和仿真。根据仿真结果,重新构造了控制器结构并优化了调节器参数,实现了机组在低负荷下汽包水位、调节阀差压的解耦和高负荷下汽包水位的精确控制,以及机组从锅炉上水到机组满负荷运行过程、RB等特殊工况下的给水全程控制。

基于Simulink的伺服缸新型支撑结构控制系统仿真研究

伺服液压缸是液压滚切剪机的主要执行元件,需卧式铰接安装输出曲线力。为了避免缸筒自身重力所引起的拉缸、泄漏以及输出力不足等现象,提出一种在伺服缸端底铰接一个支撑小缸的新型支撑结构以及配套控制系统。该控制系统需要精确控制小缸压力和位移,使其保证伺服缸的活塞杆全程无摩擦运行,并针对所需工况,设计了压力、位置双闭环独立PID伺服控制系统。通过对压力、位置控制系统耦合特性的分析和研究,进行解耦运算,推导出该系统的数学模型,并由李雅普诺夫第二法分析其稳定性。为了进一步验证压力、位置双闭环独立PID控制系统的合理性,运用MATLAB/Simulink分别对其进行仿真控制,最终证明了该控制系统的可行性与可靠性,实现了对支撑小缸的压力和位置的精确控制。

全风况下双馈风电机组参与电网频率支撑研究

随着风电机组装机容量的不断增加,系统总惯量越来越低,已严重威胁电网运行的稳定性。针对此问题,首先分析双馈风电机组的发电原理,然后结合虚拟同步机的惯量响应以及调频控制机制,提出一种全风况下双馈风电机组参与系统频率支撑的方法。在恒转速区,采用基于虚拟惯量与一次调频协同控制的方法,即基于频率偏差与频率变化率作为控制输入,该方法可具备两者优点,既具备快速性,且频率未恢复到死区前,在机组正常运行的前提下,功率可满足持续支撑;在最大功率系数区,采用虚拟惯量调频与亚最优功率系数运行协调控制,机组通过变转速运行在非最优功率系数点上,预留一部分能量,减少因转速下降可能造成的机组失速停机;在恒功率区,采用虚拟惯量调频与桨距角协调控制,通过桨距角预留一部分能量,减少转速恢复时可能对电网造成的二次伤害。最后在MATLAB/SIMULINK中搭建模型进行仿真,验证了提出方法的有效性与可行性。

双馈感应风力发电机功率控制器的建模与仿真

基于双馈感应发电机(DFIG)3阶机电模型研究了功率解耦控制,以3个方程的形式完整地设计了功率控制器,在保证有功、无功控制效果的前提下大大简化了控制器结构,使其易于在各种编程环境下实现,便于在国内大型电力系统分析软件中进行DFIG模型的开发。在MATLAB环境下实现了DFIG及其控制器的完整模型,并与MATLAB/Simulink自有模型进行仿真对比,验证了其正确性和可行性。最后验证了所提出的模型在系统级仿真分析中的实用性。

双驱风力发电机的并网建模与仿真

风力发电机的有功功率和无功功率的解耦控制一直被认为是变速恒频风力发电系统的关键技术。为进一步提高供电质量、减少功率损耗,需要双驱电机拥有控制和分配有功及无功功率的能力。针对双驱电机并网情况,选择合适的坐标变换,应用定子磁链定向的矢量控制方法,完成有功功率和无功功率的解耦工作,实现两者的独立调节。应用Matlab/simulink仿真工具,建立双驱风力发电机的并网模型及解耦模块,仿真结果充分证明了该理论的正确性。

双馈风力发电机组并网频率调节方法仿真比较

目前并网风力发电机组多采用双馈感应异步风电机组,为减小范围较大的风力机和发电机转速变化对系统频率的影响,其转子通过变流器与电网相连,对其实施解耦控制,然而解耦控制也使得风电机组无法参与频率调节。为此,对超级电容储能系统以及虚拟惯性控制两种平抑频率波动方法原理进行了理论分析,利用MATLAB/Simulink仿真验证了两种方法均能改善系统频率稳定性,并根据仿真结果对上述方法进行了比较。

风电并入微网逆变器合成谐波阻抗谐波抑制

针对微网风力发电并网逆变器中大量使用电力电子器件会对微网造成谐波干扰的问题,利用合成谐波阻抗有功无功解耦控制方法,使微网系统输出给定有功功率和无功功率;在系统中增加谐波阻抗环,并应用瞬时无功理论,通过低通滤波器得到各次谐波分量,在主要谐波频率上合成新的谐波阻抗.通过Matlab/Simulink仿真结果表明,合成谐波阻抗可使谐波干扰得到有效抑制并且避免了传输线路上谐振的产生.

集气管压力系统的神经网络逆解耦复合控制

针对集气管压力系统具有强干扰、强耦合、非线性、多参数等特性,依据逆系统解耦原理,分析了集气管压力系统数学模型的可逆性;采用对非线性具有较强逼近能力的BP神经网络,逼近集气管压力系统的逆系统;神经网络逆系统与原系统构成伪线性解耦复合系统,实现集气管压力系统的神经网络逆解耦复合控制。仿真结果表明该方法实现了系统解耦,具有一定的应用性。

空间矢量三相PWM整流器仿真

空间矢量调制(SVPWM)是三相PWM整流器中应用最广泛的控制方法。该文针对在同步旋转坐标系中采用电流解耦控制的PWM整流器,建立了基于SVPWM的三相PWM整流器的Matlab/Simulink模型,SVPWM采用相邻的离散矢量跟踪连续变化的参考矢量,其跟踪过程只对矢量作用时间有限制而对矢量的组合顺序没有要求,分析了SVPWM的不同空间矢量组合对三相PWM整流器的谐波和功率因数的影响。分析结果表明,三相SVPWM调制的交流侧具有良好的电流波形品质,且无功分量低,而两相SVPWM调制具有开关次数少,动态响应快,适合于大功率整流场合应用。

异步电动机自抗扰控制系统的仿真

介绍了自抗扰控制器的内部结构及其各组成部分的功能,并将自抗扰控制系统应用于在异步电动机调速系统中,此控制方案不需要精确的电机模型就可以实现干扰补偿,使得自抗扰控制器的设计能够独立于异步电动机精确的数学模型。在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真研究,并根据仿真结果分析了线性自抗扰控制系统较传统PID控制器的优缺点。

抗偏载静压卧式伺服缸同步控制系统仿真研究

针对非对称静压支承抗偏载卧式重载伺服缸结构,在定压供油的情况下,为实现对上、下油垫油膜厚度的控制,通过建立该结构伺服缸的流量连续性方程以及活塞杆动力学方程,推导出上、下油膜厚度的传递函数,设计了位置伺服同步控制系统,并且对该控制系统存在的耦合关系进行了解耦运算,运用李雅普诺夫第二法进行了稳定性分析。利用MATLAB/Simulink搭建控制系统仿真模型,分别给系统输入正弦、阶跃、随机3种负载信号进行仿真,结果表明:在随机信号干扰下,控制系统同步性能最快,稳定性最好。验证了该控制系统的可靠性与稳定性,实现了对油膜厚度的精准控制,保证了伺服缸在运行过程中,活塞杆时刻对中,改善了伺服缸的密封性能,克服了偏载造成的不利影响。

基于解耦算法的三容水箱液位控制仿真研究

工程控制系统工况日渐复杂,用于解决单输入单输出问题的方法对于解决多输入多输出系统的问题具有很大的局限性,如传统的PID控制在控制MIMO系统时存在滞后现象,导致控制过程中会有很长的调节时间以及明显的超调量,系统的稳定性不容易得到保证,最终影响预期效果。文中以德国公司AMIRA设计的DTS200三容水箱系统作为研究对象,通过分析DTS200三容水箱的结构和原理构建了DTS200三容水箱MIMO系统模型,通过在Simulink平台对三容水箱系统进行建模。利用非线性解耦原理设计了解耦控制器,之后在其基础上进行PID设计来调节水箱的控制系统,最后通过输入不同的目标液位对该系统进行测试,结果证明解耦算法能够有效解决水箱系统输入输出的耦合性,使得PID能够很好地控制水箱的目标液位,改善了传统PID控制面对MIMO系统由于存在耦合而导致控制效果不佳的问题。

基于模糊PID控制器的四象限矿用变频器

为实现1 140 V矿用变频器的四象限功能,将传统变频器前端不控整流用电压型PWM整流器(VSR)代替,采用基于模糊PID的双闭环控制算法。利用Matlab的Fuzzy工具箱和Simulink仿真环境搭建VSR的仿真模型,对VSR系统性能进行仿真分析,从而验证算法的可行性;对VSR装置进行试验,试验结果验证了该控制方法的有效性和正确性。

基于MMC-UPFC的双环解耦控制研究

基于模块化多电平变流器的统一潮流控制器(MMC-UPFC),通过对电压、串联补偿和相移均衡实现对有功和无功的调节。UPFC拓扑和控制的差异对其输出特性有着重要影响。本文概述了MMC-UPFC的拓扑结构和工作原理然后对串联和并联变换器控制策略分别进行阐述。设计其相应的解耦控制策略。最后,在Matlab/Simulink中搭建了仿真,仿真证明其性能良好。

基于矢量控制的交流永磁电动机伺服系统研究

永磁同步电动机伺服系统具有较高的性能指标,被广泛应用于智能机器人、风力发电等运动伺服系统中。重点研究了永磁同步电动机的电流环设计,通过建立永磁同步电动机的数学模型,分析电磁转矩与电流的关系,对逆变器采用一种基于反馈解耦的间接电流控制,对i_(d)、i_(q)解耦,引入PI控制器,通过控制逆变器的输出电压来调节逆变器的输出电流。为提高直流电压利用率,逆变器采用SVPWM调制方法。最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,通过观测永磁同步电动机在负载启动、负载增大时的转矩、转速等波形可知,本文提出的电流环设计,可以使得伺服系统具有较好的抗扰动性能和跟随性能,同时,在负载发生变化时,具有较快的响应速度。

电压型PWM整流器控制研究

双馈风力发电机的并网是PWM整流器控制的主要目标,其并网控制性能的优劣直接影响到电网电压的稳定。网侧PWM整流器,主要研究PWM整流器的有功功率、无功功率解耦控制,并维持直流电压的恒定。本文主要针对电压型PWM整流器(VSR)进行研究,并对其dq模型进行改进,更有利于三相VSR控制系统设计,并在MATLAB/Simulink环境下进行了模型搭建和运行仿真。