Analysis and Suppression of Beat Phenomenon for Railway Traction Converters and Motors

交直交传动系统广泛应用于高速铁路牵引领域。由于单相脉冲整流器的工作特性,其输出直流电压含有频率为2倍电网频率的脉动分量。该分量在牵引电机侧会引起拍频现象,尤其当牵引逆变器工作频率接近2倍电网频率时最为严重。首先详细分析了直流电压脉动分量的来源和拍频现象产生的本质。然后,在取消LC谐振电路并考虑直流侧脉动电压幅值和相角变化的情况下,研究了一种基于频率补偿的无拍频控制算法,并应用于间接转子磁场定向矢量控制系统。通过在转速环注入脉动分量,补偿牵引逆变器工作频率,抑制牵引电机拍频电流。最后,仿真结果和硬件在回路实验结果验证了该算法的有效性。

Arbitrary full-state hybrid projective synchronization for chaotic discrete-time systems via a scalar signal

In this paper we present a new projective synchronization scheme, where two chaotic （hyperchaotic） discrete-time systems synchronize for any arbitrary scaling matrix. Specifically, each drive system state synchronizes with a linear combination of response system states. The proposed observer-based approach presents some useful features： i） it enables exact synchronization to be achieved in finite time （i.e., dead-beat synchronization）; ii） it exploits a scalar synchronizing signal; iii） it can be applied to a wide class of discrete-time chaotic （hyperchaotic） systems; iv） it includes, as a particular case, most of the synchronization types defined so far. An example is reported, which shows in detail that exact synchronization is effectively achieved in finite time, using a scalar synchronizing signal only, for any arbitrary scaling matrix.

动态电压恢复器数字矢量控制方法的性能分析及改进

动态电压调节器(dynamic voltage restorer,DVR)是解决暂态电能质量问题的有效手段。根据DVR在dq同步旋转坐标系下的状态空间模型,采用前向欧拉法和无差拍控制原理推导得出包含内环电流控制器和外环电压控制器的数字双矢量控制算法。利用闭环模型进行稳定性分析和频率响应分析,研究参数变化对数字控制系统的影响。为补偿数字控制系统的采样延迟和计算时间,采用状态观测器对输出电流进行预估,并反馈至内环矢量电流控制器。仿真结果表明算法具有良好的动态和静态性能。提出2种改进的双矢量控制算法,实现对不对称电压跌落的无差补偿,并通过仿真和实验进行初步验证。

串联型电压跌落补偿器离散双矢量控制方法

在建立串联型电压跌落补偿器在dq同步旋转坐标系下的状态空间模型的基础上,采用前向欧拉法和无差拍控制原理推导得出了补偿电压跌落的离散双矢量控制算法。最后建立了实际系统的PSCAD/EMTDC仿真模型,研究了离散双矢量控制算法在三相对称电压跌落及两相不对称电压跌落条件下的补偿效果。仿真结果表明该方法具有良好的动态和静态性能。

基于SIMULINK/SIMSCAPE的计算机控制系统仿真实验平台

为了解决计算机控制系统课程硬件实验成本高、效率低,而单纯数字仿真缺乏形象性等问题,提出了一种基于物理模型的仿真实验平台设计方法,其中被控电路系统用SIMSCAPE提供的物理模型模块构建,计算机系统用SIMULINK模块库中的触发子系统配合一定的程序来实现,模拟计算机周期性采样、迭代计算差分方程的过程。以二阶电路系统的最少拍控制仿真实验台为例,介绍了仿真系统设计过程,并分析了仿真实验平台运行的准确性。结果表明,作为硬件实验前的有效补充,在仿真实验台上的仿真实验过程与实际硬件实验过程一致,可极大激发学生的实验兴趣,提高实验效率。

电液位置伺服系统最少拍控制应用研究

阀控式电液位置伺服系统是液压伺服控制系统中应用较为广泛的一种 ,而传统的模拟控制存在着结构复杂、功率密度低和控制策略机械等弊端 .针对上述弊端 ,并结合电液位置伺服控制系统惯性大 ,要求控制精度高等特点 ,本文在对其进行分析、简化、数学建模的基础上 ,直接运用最少拍控制理论对其进行了离散化设计 ,得到了最少拍数字控制器 ,并以阶跃输入作为典型输入信号进行了实验验证 .结果表明 ,实现了对电液位置伺服系统的实时监控 ,并且简化了结构 。

基于频域分析的无拍频控制策略离散化方法

交直交供电模式的动车组牵引系统中,单相脉冲整流器的特性使得直流侧存在2倍频脉动分量。该脉动分量使得电机的转矩和电流均存在脉动,即拍频现象。传统方法通过硬件LC滤波器抑制直流电压脉动,该方法降低了交流器的功率密度并且增加了成本。本文首先对拍频现象做了分析,提出适用于转子磁场定向矢量控制系统的无拍频控制策略。控制器在数字系统中的控制性能依赖于离散化方法,本文对采用后向欧拉离散的传统脉动电压采样进行了优化以准确获得脉动分量,然后用八种离散化方法分别对本文控制器进行离散化处理,从离散精度、控制性能和数字实现难易程度进行了详细对比,得到针对本文控制器的最优离散化方法,最后对本文所提方法进行了仿真和实验验证。

基于最少拍数字控制器的设计与仿真

最少拍控制器是基于准确的被控对象而建立的一种控制算法。为了解决最少拍控制系统实验教学环节中控制器算法与被控对象传输函数难以匹配而导致输出波形不理想的问题。文章针对一阶惯性积分系统的实验电路,验证了最少拍控制器的优点,并提出了一种实验方法,利用MATLAB仿真平台,提出了一种新的仿真思路,该仿真电路不仅实现了系统参数的匹配,提高系统快速响应性;而且把仿真电路与实际实验电路结合起来,实现了近似模拟实际实验电路,完成了实际实验电路的测试指标,仿真结果比实际实验电路输出结果更贴近理论计算结果,提高了实验数据的可读性,这就更易于初学者学习掌握最少拍控制系统在实际系统中的应用,因而,这种仿真思路具有较高的参考价值。

抛物型分布参数系统的变结构控制

本文研究抛物型分布参数控制系统的变结构控制问题,在较文[4]更一般的条件下,首先证明了等效控制法对于研究无限维变结构系统的有效性,得到了系统的滑动方程式,并讨论了滑动模的稳定性条件;然后研究了热加工等实际问题中出现的抛物型分布参数系统的滑动模设计,解决了文[4]中提出的问题。

最少拍无波纹计算机控制系统的一种综合方法

大部分文献对最少拍计算机控制系统的综合都作了一些假定，因而使综合方法不够完整准确．笔者对闭环脉冲传递函数Φ（Ｚ）的综合方法、问题的提出、分析及解决、系数求取等方面作了一定的完善，从而使Φ（Ζ）的综合更加完整准确，而且直观、简炼．最后，还就最少拍系统对各种典型输入适应性差的问题进行分析讨论，并进一步地提出了一些具体的解决方法．

柔性直流输电的动态电流限幅控制

研究了对电压源变流器型高压直流输电系统(voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)的电压和电流的限幅控制。通过建立VSC-HVDC的离散化状态方程,分析电压、电流的稳态限幅控制和电流的动态限幅控制的关系,设计了电流可工作范围的预测方法。建立了VSC-HVDC的串级控制系统,用外环控制功率目标,内环控制电流,在两环间加入动态限幅环节。对VSC-HVDC系统的启动状态和接收电网发生接地故障进行仿真,仿真显示动态电流限幅措施可以大大减小系统的波动和恢复时间,说明动态电流限幅对提高控制系统动态响应速度有明显效果。

无差拍控制提高变速异步风力发电系统的故障承受能力(英文)

变速风力发电机对于电网扰动、故障以及电网电压跌落非常敏感,当上述情况发生时风力发电机将从电网切除,直到电网恢复正常才能重新投入运行。如何在电网发生扰动时保持风力发电机的正常运行是一个有挑战性的课题。未来的电网规范甚至要求在电网发生故障时风力机组仍能保持运行,这就要求必须安装保证风电机组低电压运行的控制装置。文中针对采用全载换流器与电网进行连接的异步风力发电机组提出了相应的风电机组低电压控制器及控制策略,无须进行硬件改造即可实现电网故障情况下风电机组不退出运行。其中,风电机组电气子系统控制器基于无差拍控制策略进行设计。算例给出了300kW的风电机组在30%电压跌落情况下的暂态过程,没有加入控制器之前风电机组将停机,加入之后则可以保持运行,验证了所提方法的正确性。

电子试验机调速系统的微机改造

采用微机直接数字控制 DDC调速系统及 PWM可调宽脉冲控制的调速驱动 ,对原电子试验机的可控硅调速系统进行改造 ,并用计算机作算法参数仿真现场调试 ,改造后试验机的调速系统性能指标有较大的提高。

SS_(3B) 电力机车磁场削弱时电机电流抖动问题的分析

运用自动控制理论分析了ＳＳ３Ｂ电力机车磁场削弱时电机电流抖动的原因，对调节系统进行了校正。经试验证明，校正后的调节系统能有效地抑制磁场削弱时电机电流的抖动。

基于遗传算法的纸机烘缸智能PID加热系统

针对纸机烘缸智能加热系统,提出了一种基于遗传算法的PID控制方法。系统以系统误差、控制器输出、上升时间和超调量构成的函数为性能指标,利用遗传算法全局搜索能力获取一组最优的PID参数KP、KI、KD,并且能根据实时获取的误差在线调整PID参数。应用结果说明,该智能加热系统具有良好的动、静态特性,自适应性和鲁棒性。

最小拍优化控制及其在大迟延系统中的应用

针对具有纯迟延的被控对象,提出了一种最小拍控制器的优化设计方法。方法首先利用经验公式消去纯迟延,按无纯迟延的等效对象设计最小拍控制器。当选择的采样周期较小时,可以用最优化的方法,优化出最小拍控制器的参数。仿真结果表明,按上述方法设计的最小拍控制系统具有良好的各项品质指标。

直进式拉丝机变频调速系统的设计

在直进式拉丝机上采用了ＰＣ闭环控制交流变频调速系统，介绍了这一控制系统的控制框图及控制原理，并通过建立拉拔过程的数学模型获得了系统的控制规律，实现了生产过程的自动控制。

利用Rossler系统对心脏搏动实现混沌反控制

混沌是存在于非线性系统中一种常见的现象,有研究表明正常人的心律较病态人的心律更为混沌,该文应用轨迹跟踪思想,利用Lyapunov函数方法,结合Rossler系统,设计一个控制器,对心脏搏动的Bonhoeffer Van der Pol(BVP)系统实现混沌反控制。仿真结果表明,在控制器的作用下,BVP系统所有状态变量严格地跟踪了Rossler系统的混沌轨迹,成功的使BVP系统混沌化。

高速动车组牵引传动系统拍频抑制及其半实物仿真研究

在高速动车组牵引传动系统中,单相整流器的输出电压中存在2倍电网频率的脉动分量,该分量将导致牵引电机的拍频现象。为抑制拍频现象,同时保证列车轻量化需求,取消牵引传动系统中间直流环节的LC谐振支路、优化牵引电机控制算法是解决思路之一。文中首先分析拍频现象的产生机理;然后分析了传统基于频率补偿的拍频抑制算法原理,并加入了采样补偿算法进行优化改进以满足实际工程应用的需求;最后在半实物实时仿真平台上进行测试验证。仿真结果表明,在牵引和制动工况下,给出的改进算法具有更好的拍频抑制效果。

现代化纸板厂的理想打浆设备——JC-04锥形精浆机

主要论述了锥形精浆机在现代化纸板厂中的实际应用,选定有代表性的流程,侧重于介绍锥形精浆机的生产操作与质量控制方法。介绍了不同浆种的打浆特性,导出能耗曲线;磨片的使用维护;生产不同纸板的精浆机使用配置方案。