基于MATLAB的双闭环直流调速系统的设计与仿真

基于Matlab对双闭环直流调速系统进行了设计与实现,介绍了双闭环直流调速系统的原理及结构,通过实例对双闭环直流调速系统进行设计合适的控制策略,并使用Matlab进行仿真、建模和分析,其中转速调节器和电流调节器均采用带有限幅作用的PI调节器,然后通过实验的方法来验证所设计的双闭环直流调速系统的合理性和准确性.实验结果表明,基于Matlab的双闭环直流调速系统具有一定的抗负载扰动的能力,通过仿真实验的方法验证,所设计的双闭环直流调速系统能实现无静差调速.

基于扩张状态观测器的DFIG网侧变换器滑模控制

针对双馈风力发电机网侧变换器因负载变化和滤波参数摄动导致控制效果不佳的问题,文中提出一种扩张状态观测器(extended state observer,ESO)与滑模控制相结合的网侧变换器双闭环控制策略,内环采用以功率为状态变量的基于ESO的滑模直接功率控制,外环采用以电压平方为状态变量的基于ESO的滑模控制。首先,应用ESO对系统状态变量与包含系统未建模动态、负载变化和滤波参数摄动等不确定项进行估计,无需系统的精确数学模型即可设计滑模控制方法,实现网侧变换器在复杂环境下的鲁棒控制。此外,引入功率差前馈环节,可减小负载变化时外环滑模控制非线性带来的冲击。最后,对负载变化和滤波参数摄动2个算例进行仿真。结果表明,与传统矢量控制和滑模控制相比,所提控制策略在复杂环境下具有更强的鲁棒性。

超高速电机模型预测控制的静差消除双闭环控制策略研究

三矢量模型预测控制不仅可实现交直轴电流的无差拍控制,还具有良好的稳态性能。但应用于高基频低载波比的超高速电机控制系统时,仍存在电流跟踪静差、计算量大等缺陷。文中首先对传统三矢量模型预测控制进行等效控制集优化,在不影响控制性能的情况下,能够大大降低算法复杂度。同时,为提高预测电流误差消除的快速性,提出一种电流预测静差消除双闭环控制策略。设计自适应加权数据选择器,交直轴电流预测误差经自适应加权数据选择器后,通过调节器对逆变器模型角度进行补偿,从而形成内环;外环则由交直流预测电流跟踪误差反馈至电流给定值构成。在该双闭环控制系统中,内环实现了纯延时误差的全补偿,并优化非纯延时误差在交直轴上的分布;外环则能完全消除分布优化后的内环预测误差。仿真分析和实验结果证明了所提控制策略的可行性和有效性。

智能型双闭环中央空调变水量控制系统

利用双闭环控制模型,对中央空调系统中的冷冻水流量进行控制,制定冷冻机组控制策略;在此基础上应用模糊控制、神经网络、遗传算法等智能方法,来解决人的使用、天气变化等不确定因素,与传统线性控制器相结合,取长补短,既保证系统的控制精度和跟随性,又增加系统的自学习、自调整及决策能力,寻找节能控制的最优解。

智能型串联谐振试验电源电压及频率的研究

智能型串联谐振试验电源采用变频变压的方法来使试验回路谐振实现二次升压,是电气设备进行耐压试验不可缺少的检测设备。文中介绍了一种智能型串联谐振试验电源系统的电压及频率控制策略,采用内环电流值外环电压平均值双闭环PI调节器实现电压的跟踪,采用离散傅里叶变换(DFT)求取相位差的方法实现了对系统谐振频率的自动跟踪。实验数据表明,该试验装置具有电源设备容量小、交流等效性好等特点,是目前对高电压等级被测试品进行耐压试验行之有效的方法。

级联型SVG双闭环控制稳定性分析

介绍了单相级联型静止无功发生器(static var generator,SVG)的原理与控制系统结构,采用光纤隔离检测技术进行级联单元直流侧电压的测量。考虑光纤隔离检测延时,建立了基于瞬时能量平衡的直流侧电压外环控制数学模型,得到了基于比例积分(proportional integral,PI)控制的传递函数,并进行了电压外环稳定性分析;建立了基于比例(proportional,P)控制的电流内环离散控制模型,分析得到其在离散域内稳定控制的充要条件。样机实验结果验证了所提稳定性分析方法的正确性。

静止同步串联补偿器的恒阻抗模型及其双闭环控制策略

考虑到静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)输出电压相位与线路电流相位的垂直关系、逆变器的损耗以及直流侧电容电压的波动过程,在两相同步旋转d-q坐标系下建立SSSC的恒阻抗模型。在分析此模型的基础上提出SSSC的双闭环控制策略,即电容电压控制和线路阻抗控制。在电容电压控制环中,选取SSSC为控制对象,电容电压为控制目标;在阻抗控制环中,选取含SSSC的输电线路为控制对象,线路阻抗为控制目标。在Matlab/Simulink动态仿真环境中搭建SSSC的恒阻抗模型及控制系统的仿真模型,并对线路阻抗的调节过程和电容电压的变化过程进行仿真,仿真结果证明了所建立模型和所提出控制策略的有效性和实用性。

电气化铁路用单相链式STATCOM控制策略

为了研究单相链式STATCOM(static synchronous compensator)对电气化铁路电能质量问题的治理情况,在建立单相链式静止同步补偿器的数学模型基础上,得出单相链式结构中链节悬浮电容的充放电规律,从而提出一种基于占空比调节的悬浮电容电压平衡控制策略。针对单相链式STATCOM的电流控制问题,基于内模原理,采用准PR调节器对交流正弦电流信号进行跟踪,最后结合悬浮电容电压平衡控制策略及电流控制方法,给出了链式STATCOM的电压外环,电流内环的双闭环整体控制策略,并在6MVA STATCOM仿真模型上进行了仿真研究。同时,构建了基于DSP+FPGA的STATCOM原理样机,并进行了相关实验。仿真及实验结果验证了所提控制策略的有效性及可行性。

状态PI调节器在D-STATCOM双闭环控制中的应用

针对D-STATCOM的强耦合特性,分析D-STATCOM的系统构成,在构建dOq坐标系下D-STATCOM系统数学模型的基础上,将基于状态PI调节器的最优跟踪控制策略和模糊自适应PI控制分别应用于D-STATCOM系统的电流内环和电压外环控制。研究结果表明:该控制策略使系统的无功电流和有功电流都具有很好的动态和稳态响应,在3 ms内即可达到稳态,且稳态时电流误差为0 A;在无功负荷突加时系统时响应速度快,所需时间大约为3个工频信号周期;该控制策略性能优良,结构简单,容易实现,满足D-STATCOM电压补偿的要求。

链式SVG直流侧电压分层控制策略的研究

链式静止无功补偿装置(SVG)对于提高电网的安全稳定有着巨大的意义,其中便于模块化的链式结构给扩展SVG容量带来了很大的方便,但是结构中分散的直流侧电压却难以控制。根据双闭环控制理论,使内环电流控制实现了无功电流的实时准确跟随;外环直流电压控制不仅分相控制了单相的总体电压水平,而且根据各路的调制波信号控制了单个功率单元电压水平,从而实现了外环的分层控制策略。在Matlab/Simulink下,以2kV电压等级为例,对每相三功率单元串联的三相系统进行了仿真,通过仿真实验验证了SVG的补偿效果以及控制系统的可靠性。

基于最小均方差控制律的开关磁阻电机控制系统

在建立开关磁阻电机小信号线性化模型基础之上 ,设计了基于最小均方差控制律的SRM转速、电流双闭环调速控制系统 ,与原来的SRM调速控制系统相比较 ,经过优化设计的SRM控制系统的动、静态性能有明显提高 ;实验结果验证了理论分析的正确性。

开关磁阻电机定子铁损分布的时步有限元分析

以一台5.5 kW,12/8结构开关磁阻电机做为研究对象,结合转速电流双闭环驱动电路,建立二维瞬态电磁场-控制电路耦合计算模型,基于电磁场理论,采用时步有限元法,对不同负载转矩下的定子铁心损耗和磁密进行计算和分析。通过所建转速电流双闭环驱动电路,对比分析传统开环驱动电路在不同负载情况下开关磁阻电机定子铁心的磁密和损耗变化规律,研究电机在额定负载情况下,定子铁心不同区域的损耗的变化规律,结果表明在额定工况下,定子齿顶部分的铁心损耗密度最大,远大于其他3个定子所分区域,但定子齿顶部分的铁心损耗占定子铁心总损耗最少。开关磁阻电机在其他3种工况运行时,定子各区域分布规律与额定工况时相同。最后通过样机实验,将实验测量值与计算值进行对比,验证了计算方法的正确性。

开关磁阻电动机在烧结机上的应用及其动态性能的研究

该文设计了基于最小均方差控制律的SRM转速、电流双闭环调速控制系统,与原来的SRM调速控制系统相比较,经过优化设计的SRM控制系统的动、静态性能有明显提高,解决了开关磁阻电机在烧结机上应用转速波动大的问题,实验结果验证了理论分析的正确性。

介质压差驱动管道机器人速度调控装置的研究

鉴于流体管道裂纹检测的不易,对一种利用管道内流体介质来驱动的新型管道机器人进行研究。该机器人可根据管道传输介质的流速、压力及摩擦负载的变化,实时对管道机器人的行进速度进行调控;构建了一套电机驱动锥阀的新型管道机器人泄流调速装置,并对其调速机理进行了分析,推导出影响机器人行进速度稳定性的负载和通流面积之间的关系。介绍了以压差和速度为反馈环节的双闭环速度调控机理,为流体压差驱动管道机器人速度调节和控制提供了一套新的解决方案。

采用特定消谐PWM的三电平AFE系统设计

在三电平有源前端(TLAFE)整流器上实现了特定消谐脉宽调制(SHEPWM)。介绍了SHEPWM方法的原理;给出了TLAFE的电压、电流双闭环控制结构;构建试验样机系统,对理论分析做了试验验证。试验结果表明,在试验条件下,采用SHEPWM调制的TLAFE系统,其输出电压谐波主要分布在23次及以上。配合适当设计的输入滤波器,在网侧电流性能接近的情况下,SHEPWM所需滤波器无功器件显著小于传统载波PWM,有效降低了系统的成本和体积。

位标器陀螺转子静平衡转台测控系统设计

为了对位标器陀螺转子的静不平衡特性进行研究并对其校准配,从而来提高导弹的制导精度和可靠性。选用多段可编程定位点(PPP)控制模式来控制MOTEcTMα型电机驱动器驱动数控分度盘NRT-200R并配合NI公司功能强大的微控制器PXIe-8101、数据采集卡PXIe-6363及LabView软件,研制了一个位标器陀螺转子静平衡测控系统,重点介绍了水平角位置转台测控系统的设计。应用实践证明该系统不但性能稳定、测试速度快,而且还能以动画、图表和虚拟面板的形式实现测试数据采集、处理、分析和结果的显示。

随机市场需求下双重易逝性产品的回收再造决策研究

以闭环供应链为研究基础,在兼顾考虑回收价值的时间变化和消费者认可差异的情况下,探讨双重易逝性的产品在随机市场需求中的经营再造决策。研究得出:无论在何种情况下,企业的回收率都与回收规模参数成反比,与再造品节余成本成正比;随着再造品认可度的提升,企业的利润越大,回收力度越大,但最优回收时间却越来越晚。

基于滑模变结构及内模控制的SVG无功补偿控制策略仿真研究

针对静止无功发生器(SVG)在无功补偿时存在直流侧电容电压不平衡和系统运行不稳定等问题,以dq0坐标系下的数学模型为基础,提出一种滑模变结构和内模控制相结合的SVG双闭环控制策略。电压环采用滑模变结构提高负载突变时直流侧电容电压的快速精准控制,电流环采用内模控制实现信号的准确跟踪。在Matlab/Simulink中搭建了级联二十一电平SVG仿真模型,仿真结果表明,采用所提控制策略的SVG直流侧电容电压控制良好,系统运行稳定,对配电网的无功补偿效果较好,验证了本文控制策略的可行性及有效性。

级联H桥型SVG的控制策略研究

针对静止无功发生器(static var generator,SVG)在无功补偿时存在直流侧电压不平衡和系统不稳定性等问题,在级联型H桥逆变器的基础上,建立了星型链式SVG的数学模型,构建了双闭环控制系统,其中电流内环采用PI解耦控制,电压外环采用分层控制,解决了直流侧电容电压的平衡问题,实现了系统的稳定工作。最后,在MATLAB/Simulink中构建了系统的仿真模型。仿真结果表明,所提出的控制方法具有较好的补偿效果和快速的动态性能。

基于PI-QPR控制的双向变流器并网研究

针对双向变流器在并网馈能过程中采用比例积分控制存在稳定性误差和系统扰动等问题,在传统的PI双闭环控制策略的基础上,设计了一种新型的双闭环复合控制方法,即在两相静止坐标系下将准比例谐振控制应用于电流内环控制,电压外环采用PI的控制策略;通过MATLAB/Simulink仿真,结果表明:采用该复合控制策略可以实现无静差控制,降低了双向变流器并网电流的谐波含量,系统具备良好的动态性能和鲁棒性能。