永磁同步电机电流环PI控制器参数整定及优化

针对永磁同步电机电流环PI控制器参数自整定依赖电机参数和系统模型精确度的问题,提出一种基于模型与规则相结合的PI控制参数自整定及优化方法。首先,采用直流激励法对电机的电阻和电感进行离线辨识;其次,利用零极点对消法设计出一组合适的PI控制器参数;最后,以这一组PI控制参数为初值,将响应的上升时间、超调量和调整时间纳入综合评价指标中,通过二自由度变量轮换法在PI控制参数初值邻域内优化后得到一组性能最优的PI控制参数。实验结果表明,该方法可以快速整定得到一组合适的PI参数,同时优化后的PI参数控制性能相较于优化前明显提升,响应调整时间减少50%,具有良好的动态性能。

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.

一种基于自适应模糊PID控制的移动电源设计

针对宽输入范围的稳压移动电源采用了四开关Buck-Boost变换器作为前端DC-DC变换器。对四开关Buck-Boost变换器的电路和它的两种控制方式进行了分析。通过比较得出了两模式控制方式比传统单模式方式具有更小的电感电流波动和更高的转换效率。针对传统的PI调节控制的不足,以其降压模式为例提出了一种新的基于参数整定的自适应模糊PI控制。通过仿真实验验证新的控制方法有超调小、响应快、抵御外界扰动能力强,稳态误差小的优点。通过这些手段保证了移动稳压电源的高效率和高性能。

BUCK型开关变换器分数阶PI^λD^μ控制研究

常规的PID控制策略已经很难满足DC-DC开关变换器高精度、高稳定性和快速动态调节特性的要求。分数阶PIλDμ控制器将传统的PID控制器的阶次推广到分数领域,它不但适合于分数阶系统,也适用于整数阶系统,并能够取得一些优于整数阶PID控制器的效果。最后给出了基于ITAE最优和遗传算法的PIλDμ控制器参数整定方法,并应用于Buck型变换器中。实验结果表明该控制器不仅能提高系统的控制品质,而且对系统参数的变化并不敏感,具有更灵活的结构和更强的鲁棒性。

永磁同步风电机控制系统PI调节器参数设计

分析了永磁风力发电机控制系统拓扑结构,对系统的控制结构进行局部改良,区分了PI调节器参数的类型,从而简化了PI调节器参数设计的过程,减少了参数的计算数量。在网侧逆变器PI调节器参数设计的过程中改良了求导流程,并参考其设计过程创建了机侧整流器的PI调节器参数的求导流程。在Matlab中建立了永磁直驱风电系统的仿真模型并代入参数进行了动态仿真。仿真结果表明:设计出的PI调节器参数满足永磁风力发电机运行时的多项要求,可使永磁风力发电机平稳运行,表明建立的系统仿真模型和提出的参数设计流程的正确性。

基于FPGA实现的变PI参数全数字锁相环

提出了一种变比例积分(PI)参数的全数字锁相环。与传统数字锁相环相比,该锁相环可根据相位误差的大小,自动调整PI参数,在保证系统稳定的前提下,提高了锁相的速度;同时由于环路采用比例积分控制,锁相环稳态无静差,输出抖动小。对提出的全数字锁相环进行了理论分析,并通过Quartus II软件仿真和现场可编程门阵列(FPGA)的硬件实验对该锁相环的性能进行了验证。实验表明,该数字锁相环锁相范围大、速度快、精度高,可用于有快速同步需求的场合,如新能源并网控制、脉宽调制整流器(PWM)。

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。

基于可变参数PI控制的无刷直流电动机调速系统

无刷直流电动机(BLDCM)是一个强耦合、多变量,非线性、时变的复杂系统。针对常规PID调节器不能实现无刷直流电动机良好调速性能的现状,设计了一种改进的可变参数PI调速控制器。该可变参数PI调速控制器是在对调速范围内的不同转速设计合适的PI控制器的基础上,利用最小二乘法对各个速度点的PI参数进行曲线拟合而成,具有简单实用的特点,能够保证无刷直流电动机在调速范围内任一转速下均有良好的动态响应特性。最后通过Matlab仿真试验,验证了可变参数PI调速控制器的实用性和可靠性,所设计的可变参数PI调速控制器具有良好的实际应用价值。

应用于直流电机调速系统的变参数PI控制器

本文针对传统双模控制用于速度控制系统时存在的问题，提出了一种变参数PI控制案。该控制器对传统双模控制的切换条件进行了修正。其无论在快速跟踪阶跃给定，还是有效抗负载扰动，均有更为优良的动态性能．

应用于直流电机调速系统的变参数PI控制器

针对传统双模控制用于速度控制系统时存在的问题，提出了一种变参数PI控制器。该控制器对传统双模控制的切换条件进行了修正，无论在快速跟踪阶跃给定，还是有效抗负载扰动，均有更为优良的动态性能。

一种智能PI控制算法的设计

设计了一种智能PI控制器,根据系统的运行状况动态改变控制器的结构与参数,能满足复杂、动态和不确定系统的控制要求.实验结果表明,智能PI控制器相对于传统PID控制器有更好的控制特性,解决了系统运行的平稳性、快速性和准确性之间的矛盾.

基于变参数PI控制的双馈风电机组频率控制策略

双馈风电机组(DFIG)在减载运行模式下,当系统频率发生跌落时,通过虚拟惯性控制向系统提供短时的功率支撑减缓频率跌落,但随后DFIG转子转速需要恢复,此过程因消耗有功功率可能会引起频率的二次跌落,影响系统的频率稳定性。针对该问题,首先研究单台风机参与调频情况下,采用基于变参数PI控制的转速恢复环节,延缓转速恢复时间,即减缓从电网中的有功吸收,减小系统频率波动,避免DFIG直接退出时引起系统频率的二次跌落。多机情况下,若风电场各风速区间机组数量均匀分布,提出基于变参数PI控制的延时恢复策略,缓解系统频率的骤跌;若风电场各风速区间机组数量分布不均匀,进一步提出了优化分组策略,避免不均匀风电场采用延时转速恢复时仍可能出现的频率骤跌。

电压模式Buck-Boost变换器变论域模糊PI控制

电压模式Buck-Boost变换器是一个典型的非最小相位系统。根据DC-DC Buck-Boost变换器的工作特性,运用状态空间平均法建立其小信号模型,据此设计PI控制器参数。Buck-Boost变换器是一个时变的非线性系统,传统PI控制难以达到最优的控制效果,由此采用模糊PI控制来规避PI控制的弊端。针对模糊PI控制在被控量变化较大时,控制精确度变差的问题,设计了模糊论域自适应伸缩变化的变论域模糊PI控制器,对Buck-Boost电路进行控制。通过Matlab/Simulink环境仿真,实验结果表明,变论域模糊PI控制具有更好的动态控制性能。

负载电阻下变论域模糊PI控制对Buck-Boost变换器的影响

为提高Buck-Boost变换器的控制精度,提出一种变论域模糊PI控制器方法.该方法利用模糊PI控制器来实时调整系统的参数,并通过引入变论域解决输入量过大或过小时控制器的参数无法自适应的问题.Matlab/Simulink仿真实验结果表明,本文提出的变论域模糊PI控制方法在控制精度和响应速度方面均优于传统PI控制和模糊PI控制方法,因此本文方法对提高Buck-Boost变换器系统的稳定性具有很好的参考价值.

变参数PI控制双转永磁无刷直流电动机仿真研究

双转永磁无刷直流电动机作为螺旋桨推进电机,广泛应用于无人水下航行器。基于双转永磁无刷直流电动机工作原理,建立电机数学模型,采用变参数PI控制算法设计控制器,给出相对位置检测的换相控制方案,在Matlab平台上,建立电机调速系统仿真模型。仿真结果表明,仿真建模准确,控制算法精确、稳定、可靠。

基于蚁狮优化算法的直流变换器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制

为提高直流变换器输出电压的响应速度和稳定性,文中提出了一种采用蚁狮优化算法改进双有源桥型直流变换器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的方法。将待优化的参数看作是蚁狮个体所处的空间位置,并以双有源桥型直流变换器误差性能指标ITAE作为目标函数,采用蚁狮优化算法搜索待求分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器参数的全局最优解,进而实现对输出电压的控制优化。对传统工程经验整定整数阶PID、粒子群算法整定分数阶PI^(λ)D^(μ)和蚁狮优化算法整定分数阶PI^(λ)D^(μ)的双有源桥直流变换器输出电压性能进行仿真和实验对比。结果表明,文中所提方法可缩短调节时间,提高响应速度,增强系统抗干扰能力,证明了优化方法的有效性和可行性。

采用变参数PI调节器的三相电压型PWM整流器的研究

简述了三相电压型PWM整流器的工作原理和基于解耦控制的数学模型,为了提高控制性能,在整流器的控制中应用一种新型的变参数PI调节器,进行了MATLAB仿真,并应用TMS320F2812建立了PWM整流器的数字控制平台,整流和逆变均能实现高功率因数,且变参数PI调节器有效地降低了系统的超调量,缩短响应时间,提高了系统的鲁棒性,可获得稳定的直流输出电压和快速的动态响应。

二次泵变流量空调冷冻水系统回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制策略的数值研究

针对二次泵变流量空调冷冻水系统采取的回水温度PID控制方式,往往导致稳态误差与超调量均较大和调节时间较长等问题。鉴于此,提出了回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级控制策略和改进的粒子群算法实施串级控制器参数整定的设计方案。根据二次泵变流量空调冷冻水系统的工艺要求和相关自动控制理论,对该回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级系统的各个组成环节,如主、副被控对象及回水温度PI^(λ)D^(μ)控制器(Fractional Order PID Controller for Backwater Temperature,BT-FOPIDC)和供水流量PI^(λ)控制器(Fractional Order PI Controller for the Flow of Water Supply,FWS-FOPIC)等进行建模。引入正切三角函数对基本粒子群算法中的惯性权重进行非线性递减的改变,构建改进的粒子群算法(Modified Particle Swarm Algorithm,MPSA),对这两个串级控制器的参数进行整定,获取8个参数最佳值。借助MATLAB软件,对该回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级系统进行组态和仿真运行。结果表明,该分数阶串级控制系统及其基于MPSA的控制器参数整定在理论上是可行的,且控制效果优于传统的回水温度PID单回路控制系统。

Buck变换器扰动补偿控制算法及实现

农业装备中普遍存在多种扰动,这些扰动对Buck变换器的输出电压影响很大,传统的比例积分PI(proportional integral)控制方法较难取得满意的控制效果。针对这一问题,该文基于扰动观测理论,提出了一种抗扰动控制方法。首先,采用变参数PI控制器代替传统PI控制器,作为改进的PI控制器。该变参数PI控制器不仅具有传统PI稳定简便的特点,而且通过实时调整PI参数可使系统在不同阶段都具有较高的性能。然后,设计扰动观测器(disturbance observer,DOB)观测出参数摄动与负载变化所带来的系统扰动,将其作为补偿量补偿到前馈通道,形成复合控制器,提高系统的收敛速度与抗扰动能力。最后,通过仿真和试验,分别验证了该算法的有效性。试验证明,采用这种基于扰动补偿的复合控制器可使Buck变换器在负载突变时,恢复时间缩短了71.4%,输出电压误差减小了20.8%。在输入突变时,恢复时间缩短了58.3%,输出电压误差减小了30.0%,有效地提高了Buck变换器的稳定性和抗扰动性。该研究为提高Buck变换器的控制性能提供了参考。

三相电力电子负载并网变换器研究

提出一种三相电力电子负载的主电路拓扑,其中的并网变换器一方面将模拟负载变换器发出或吸收的有功功率高效的回馈电网,另一方面还具有一定的补偿被试电源所产生的无功及谐波的能力。应用一种新型的变步长自适应算法对被试电源输入电流谐波进行检测,同时,基于静止同步坐标系,设计一种重复控制器+PI控制器串联的复合控制器对并网电流指令进行跟踪。仿真及实验证明,检测系统具有较好的检测精度及动态性能,应用该控制方法,系统对于并网电流指令具有较小的稳态跟踪误差以及较好的动态响应,同时,电网电流具有单位功率因数及较低的谐波电流,包含被试电源在内整机效率可达75%以上。