基于LESO的DFIG-GSC反馈线性化直接功率控制

为了提高双馈风力发电机网侧变换器(DFIG-GSC)这个强耦合非线性系统的性能,提出了一种反馈线性化直接功率控制策略。首先在αβ坐标系下建立以有功功率、无功功率为变量的DFIG-GSC的数学模型,针对模型中的强耦合项采用反馈线性化进行解耦,得到其线性模型,再结合滑模控制理论设计出功率内环的控制律。由于功率内环控制律中未建模部分和不确定因素会对控制效果产生影响,采用线性扩张状态观测器对其进行观测并对其控制量进行修正。同时电压外环采用滑模控制来提高直流侧电压的响应速度。最后搭建仿真模型与传统PI控制以及直接功率控制进行比较,验证了所提控制策略的合理性和有效性。

基于TLESO/HLESO/RLESO的PMSM调速系统研究

为了提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统的抗扰动和噪声抑制能力,针对PMSM转速环设计了3种线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection control,LADRC),即传统线性自抗扰控制器(traditional LADRC,TLADRC)、高阶线性自抗扰控制器(high-order LADRC,HLADRC)和降维线性自抗扰控制器(reduced-order LADRC,RLADRC)。各LADRC的区别在于线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)的不同,即传统线性扩张状态观测器(traditional LESO,TLESO)、高阶线性扩张状态观测器(high-order LESO,HLESO)和降维线性扩张状态观测器(reduced-order LESO,RLESO)。采用叠加原理对各LADRC控制转速环的稳定性进行了证明,同时对各LESO的收敛条件进行了分析。通过对各LESO的频域分析可得出:TLESO的相位滞后最大,其扰动估计能力最弱;HLESO在中高频段的幅值增益最大,其鲁棒性最差;RLESO相位滞后最小,扰动估计能力最强。最后,在MATLAB/Simulink环境下,对各LADRC控制的转速环进行仿真,仿真结果验证了频域分析的结论,即TLADRC在抗扰动时转速曲线有最大的转速降,HLADRC在抗扰动时转速曲线有振荡,而RLADRC同时具有优良的抗扰能力和抑制噪声能力。所得出的结论可为LADRC应用中LESO的选取提供有力的支持,为PMSM调速系统的优化设计提供理论依据。

磁流变阻尼器阻尼力不确定性与故障估计

磁流变阻尼器在服役过程中存在沉降、温升、漏油等不确定性或故障问题;磁流变阻尼力的不确定性会导致振动控制系统的性能恶化。要建立考虑各种复杂环境下准确的力学模型十分困难。针对该问题,基于1/4车辆悬架模型,采用观测器技术估计磁流变阻尼力不确定性/故障。为了准确估计复杂多变的磁流变阻尼力不确定性/故障,考察了传统的滑模观测器、super-twisting滑模干扰观测器与扩张状态观测器等三种观测器的故障估计能力。仿真结果表明,传统的滑模观测器仅能估计慢变不确定性/故障,而super-twisting滑模干扰观测器和高阶扩张状态观测器也具有良好的快变不确定性/故障估计能力;高阶扩张状态观测器具有相对最好的不确定性/故障估计能力。