基于免疫遗传算法的风力发电机组变增益PI控制器参数整定与优化

针对风力发电机组控制器参数在设计和优化过程中不易计算和整定的问题,首先通过Bladed软件模型线性化计算得出适用于参数整定和优化的风力发电机组线性化模型,然后基于免疫遗传算法整定PI控制器参数,根据风电场风速统计概率与Bladed软件辨识参数对普通和变增益PI控制器相关参数进行优化计算,建立了一套基于Bladed软件的风力发电机组变增益PI控制器参数整定与优化方法.结果表明:所提出的方法能够对风力发电机组变增益PI控制器参数进行有效的整定和优化,可为风力发电机组变增益PI控制器的设计与优化提供指导.

基于实时负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制

为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机转速的影响,对负载转矩扰动下永磁同步电机(PMSM)伺服系统数学模型的频域特性进行了研究,总结出负载转矩扰动和速度PI控制器参数之间的关系,提出了基于负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制方案。变增益PI(VGPI)控制器根据转速信号中特定频率分量的变化,进行控制器增益的实时调节;同时采用FPGA器件设计并实现了基于Kalman滤波器的负载转矩观测器,能够对负载转矩扰动进行实时观测和补偿,提高了永磁同步电机伺服系统对负载转矩扰动的抑制能力。实验结果验证了控制策略的有效性。

直线电机速度伺服系统的变增益PI控制

在直接驱动领域中常用的永磁直线同步电机(PMLSM)由于存在众多干扰和非线性因素,使用常规PI控制器控制时难以获得令人满意的控制效果。在综合分析PMLSM速度伺服控制系统PI控制器的参数调整规律的基础上,提出一种能根据偏差情况实时调整控制器参数的变增益PI控制器。该控制器克服了常规PI控制无法同时满足快速性与稳定性要求的缺点。仿真实验结果表明该控制器的使用使PMLSM速度伺服系统获得快速、精确的调速性能。

感应电机变增益PI速度控制器的设计

针对感应电机无速度传感器间接磁场定向控制系统,利用感应电机的时变参数模型的降阶处理,提出了一种非线性鲁棒高增益观测器,这一观测器只需要电机的定子电压和电流,能同时观测电机的状态量和转子时间常数等参数,鲁棒性好,计算量少,易于适时在线实现。为减少系统在启动阶段的超调,提出了一种变增益的PI速度控制器,该方法简单,不但能实现PID参数的在线调整,而且工程实现简单。仿真和试验验证了本方案的可行性。

基于改进灰色预测单神经元PI的全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源电流控制

全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源负载电感的电流受多种不确定环境因素的影响而难以预测,灰色预测无需精确对象模型,只需少量已知信息即可实现输出电流短期预测,已在EAST快控电源中有了一定研究应用。为解决灰色预测在EAST快控电源中对突变信号边沿预测精度低和预测延时时间长的问题,提出一种改进灰色预测算法实现输出电流预测。在一个开关周期内对输出电流进行等时长间隔采样4次作为原始序列,将滚动式采样预测改为逐周期采样预测,在实现灰色预测的过程中不必依赖过去几个周期的历史采样信息,只需本周期的4个原始采样值即可实现输出电流的预测。根据预测电流与参考电流误差自适应调整单神经元比例-积分(PI)控制的输出增益,实现输出电流的快速准确控制。仿真和实验结果表明,在EAST快控电源电流预测过程中所提出的改进灰色预测,对比传统灰色预测具有更高的预测精度和更小的预测延时,改进灰色预测变增益单神经元PI控制能够在减小电流超调的同时加快输出电流响应速度。

变增益PI速度控制器在间接磁场定向控制系统中的应用

针对感应电机无速度传感器间接磁场定向控制系统中传统PI控制器和磁通观测器的不足,利用感应电机的时变参数模型的降阶处理方法,提出一种变增益的PI速度控制器;为获得无速度传感器控制,提出一种非线性鲁棒高增益观测器。仿真和试验验证表明:PI速度控制器不但能根据实际工况实现PID参数的在线调整,而且工程实现简单,减少了系统在启动阶段的超调;非线性鲁棒高增益观测器只需要电机的定子电压和电流,能同时观测电机的状态量和转子时间常数等参数,鲁棒性好,计算量少,易于适时在线实现。

变增益PI控制器在开关磁阻电机中的应用

以12/8极SRM为研究对象,建立了电机s域一阶动态模型,提出了变增益调节的自适应控制方法,设计了工程上易于实现的变增益PI转速控制器。转速控制器的输出根据电机转速的高低分别作为参考电流或占空比,给出了PI参数随系统控制电压和转速变化的表达式,实现了PI参数的自适应调节。通过实验对比了传统PI控制器和变增益PI控制器的控制效果,实验结果表明采用变增益PI控制器时,系统动态响应快,超调小,稳态精度高,有较强的抗扰动能力。

惯性参考单元的变增益PI位置控制技术

基于惯性参考单元的视轴稳定方式是克服运动载体光电跟瞄系统外部扰动,实现微弧度甚至亚微弧度级跟瞄的主要技术手段。惯性参考单元的初始校准需要构建以电涡流线位移传感器作为角位置反馈元件的闭环控制回路,角位置控制精度是影响光电跟瞄系统指向精度的主要因素。为了解决惯性参考单元系统位置控制面临的基座扰动、传感器噪声等问题,提出基于频段估计的变增益PI控制方法。设计改进扰动观测器,降低中低频传感噪声对控制精度的影响,设计频段估计器实现外部扰动频段的细分,据此动态调节控制器增益。仿真和实验结果表明,基于VGPI-IDOB控制算法能够有效提高系统的位置控制精度,无输入条件下,系统的静态输出均方根较PI控制降低了67.3%;15 Hz,1 mrad正弦输入,20 Hz,0.097 mrad扰动作用下,VGPI-IDOB的位置控制精度相较PI控制提升了72%。

混合动力特种车APU控制系统开发

本文设计的辅助动力单元(APU)控制系统采用恒压控制的结构.首先优化了柴油发动机工作区域,之后设计了发动机转速变增益PI控制器和发电机调压器.最终在APU试验台架上的试验结果验证了发动机转速控制器的能够对发动机实际工作点有很好的控制效果,并且APU的功率响应特性和输出电压的稳定性均能满足车载特种用电设备的要求.

基于转矩补偿的动车永磁电机电磁优化设计

为改善转矩扰动对动车永磁电机的影响,提出基于转矩补偿的动车永磁电机电磁优化方法。依据动车永磁电机结构,构建基于三相静止坐标系下的复合结构电机状态方程,分析动车永磁电机电磁转矩特性。通过转矩补偿结合永磁电机电磁增益PI控制策略,控制永磁电机速度,采用基于卡尔曼滤波器的转矩观测器与卡尔曼滤波算法,实现转矩的观测与补偿,结合PI变增益策略与转矩补偿共同实现对动车永磁电机电磁优化。仿真验证结果表明:优化后转矩增加或减少不会使电机转速产生大幅度变化,电机转速能够保持稳定;优化后转矩波动幅度较优化前有所降低。

间接位置检测技术在步进电动机系统中的应用

介绍了一种利用辅助线圈检测电机转子位置的新方法,并对其信号处理作了详尽的分析,将该项技术应用到二相混合式步进电动机变增益PI速度控制系统中,进行了试验研究,在86BH250/750W的混合式步进电动机系统中获得了良好的应用效果。

带动子质量补偿的高刚度直线伺服系统研究

为减少各种扰动对直线电机伺服系统的影响以获得更高伺服性能,提出一套带动子质量补偿的高刚度直线伺服系统控制方案。该方案在综合分析系统刚度主要影响因素的基础上,针对负载质量变化所引起的干扰,采用模型参考自适应算法辨识电机动子质量变动,并对其进行补偿;针对控制器增益过高引起系统稳定性下降问题,采用变增益PI控制使系统获得高刚度并保持良好稳定性。仿真结果表明系统具有良好动、静态性能,一定程度上解决了快速性和稳定性之间的矛盾。

水下主从伺服液压机械手控制系统设计

液压机械手是深海作业潜水器的常载设备,针对一套七功能水下主从伺服液压机械手系统,介绍了控制系统的组成,重点研究了系统软件实现和从手控制算法,制定了一套完善的上下位机通讯协议,将变增益的PI控制算法应用于该液压阀控机械手系统。试验证明了系统软件和控制算法的有效性,变增益的控制算法有效减缓了从手运动滞后及超调抖动问题。

直线电机速度伺服系统的VisSim建模与仿真

在分析永磁同步直线电机(PMLSM)数学模型的基础上,采用速度、电流双闭环的PID控制结构建立了基于VisSim/Motion环境下PMLSM矢量控制系统的仿真模型。其中速度环采用变增益PI控制器,该控制器根据输入误差的大小,通过非线性函数在线改变比例增益和积分增益。仿真和实验结果表明,系统响应速度较快、控制精度较高、运行稳定。为实现高性能的PMLSM伺服控制系统设计和调试提供了一种新的思路。

基于动态转矩反馈的机械臂柔性系统振动抑制

针对机械臂关节伺服系统由于谐波减速器、齿皮带等柔性环节的存在使系统发生机械振动现象,建立了考虑刚度系数变化和大减速比的数学模型,分析机械谐振产生机理,提出了一种动态转矩反馈的控制策略,由扰动观测器实时观测动态转矩构成动转矩闭环。为进一步抑制振动现象,增强系统鲁棒性和抗扰能力,研究了随动态转矩实时调整的转速变增益PI控制方法。仿真表明,采用动态转矩反馈的转速变增益PI控制策略能够很好地抑制机械振动且有较强的抗扰能力和动态响应性能。

风力发电机组偏航系统控制算法仿真设计

为有效进行偏航迎风控制,提高对风精度,偏航系统控制算法已成为一项重要研究工作.文章在分析传统风向标偏航控制算法功率损失的基础上,对偏航控制系统模型进行了分析,提出了基于变增益PI控制的偏航系统控制算法.以FD93H模型为例,通过仿真,结果表明该算法具有稳定性,提高了对风精度,增加了系统的输出功率.