南水北调中线渠首前馈控制方案快速计算分析

明渠调水工程中为适时适量的满足下游用水需求,需要提前制定控制方案。前馈控制方案的设计往往较为复杂,且影响因素众多,调度人员难以快速做出决策。基于蓄量补偿法对南水北调中线工程刁河节制闸至十二里河节制闸段作前馈控制,基于蓄量补偿计算结果,分析了初始流量、分水流量与前馈控制时间的关系,构建了单、双变量的前馈控制时间快速计算公式。探究了不同因素对蓄量补偿控制下游水位偏差的影响,得到初始流量、分水流量与下游水位最大偏差之间的函数关系式。针对工程运行中的极端工况,原蓄量补偿控制的下游水位偏差过大的问题,采用二次蓄量补偿规则对渠池进行前馈控制,有效减小了下游水位偏差。

管道电流测绘交流恒流源双环控制策略研究

为解决埋地输油管道阻容性负载对恒流源的影响,结合交流恒流源模型,针对传统电压电流双闭环控制在应对阻容性负载时,出现的输出波形失真问题展开研究,提出一种管道电流测绘交流恒流源双环控制策略。在内环控制方面,采用电感电流瞬时反馈和负载电流前馈的PI控制策略;对于外环控制,采用负载电压反馈的PI控制策略。为进一步完善系统性能,运用极点配置法对控制器参数进行设计,以实现更加精准的控制,并通过Matlab进行频域特性分析和Simulink仿真验证。结果表明:经过优化的控制策略能够有效抑制阻容性负载条件下的电压波形畸变,同时在阻性负载和阻容性负载条件下的输出电流均显示出良好的正弦性,总谐波失真率分别为2.26%和3.19%,具备良好的动态性能和鲁棒性,可为埋地输油管道输油系统的检测提供坚实的技术基础。

三相电压型逆变器的电流前馈控制算法

为了提高三相电压型逆变器对负载变化的鲁棒性,提出一种电压单环的电流前馈控制算法。首先,给出了逆变器系统电流前馈控制算法的设计思想来源,讨论了多输入多输出非线性系统的中间变量的前馈控制律;其次,根据三相电压型逆变器的d-q数学模型,将多输入多输出非线性系统的中间变量的前馈控制律应用到三相电压型逆变器系统中,建立了其电流前馈控制数学模型,并利用李雅普诺夫第二判别法分析了闭环系统的稳定性,同时讨论了闭环控制系统的跟随性;最后,通过仿真实验验证了所提出的算法的合理性和有效性。

三相光伏逆变器并网控制策略的研究

针对光伏逆变器转化效率低、控制技术落后等问题,采用一种改进的电导增量法与电流反馈控制和电网电压前馈补偿相结合的控制策略,来控制前级非隔离型DC/DC升压变换电路和并网逆变器的工作状态,减少并网电流中的谐波含量改善并网电能质量。建立了基于Matlab/Simulink的控制系统仿真模型,仿真结果表明,所提控制策略不仅能快速跟踪光伏阵列的最大功率点,而且能较好地改善逆变器输出电流波形。

夏季工况试验舱室中模拟负荷发生器的显热负荷使用

运用状态空间法建立房间能量模型,利用保温舱室通过模型识别得到相应的模型,了解室外温度和模拟负荷发生器的各自影响。通过对模拟负荷发生器的功率根据时间进行编程设置,发现符合房间模型预期,使用合适的控制率可以使得房间温度按照假设温度线变化。

配电网静止同步补偿器的前馈解耦控制策略

对DSTATCOM的解耦控制策略进行了研究,通过对系统电路结构的分析获得了存在耦合项的系统模型;采用前馈解耦控制策略,不仅实现了d、q轴电流解耦控制,而且保证了DSTATCOM输出电流可以稳态无差地跟踪其期望值信号;基于瞬时有功功率和瞬时无功功率的定义获得了电流跟踪控制器的期望值信号;在上述研究工作基础上,最终获得了DSTATCOM的双闭环控制系统。仿真与实验结果表明,DSTATCOM采用所提供的前馈解耦控制策略后,配电网PCC电压和DSTATCOM直流侧电压均能及时、有效地调整到其期望值。

电流前馈扰动法在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用

分析了在光伏并网发电系统中孤岛检测的原理,在综合考虑已有孤岛检测方法优缺点的基础上,提出了一种基于电流前馈扰动的孤岛检测方法。通过Matlab/simulink仿真表明,这种方法可以快速地检测到孤岛运行,检测盲区小,对输出电能质量的影响较小。

采用阶梯波方式的高效开关线性复合包络线跟踪电源

针对开关频率对系统效率的影响和对提高跟踪频率的限制,提出一种采用阶梯波方式的高效SLH ET电源,其优势在于每个开关管在一个跟踪周期内只需动作一次,与相同跟踪带宽下的其他现有方法相比,减小开关频率的同时还可以大幅降低输出电压谐波,从而提升开关变换器的效率。本文从基波拟合准确度和电压谐波角度详细分析了阶梯电平数及阶差的选择。同时采用输出电压全前馈实现开关变换器输出电流跟踪负载电流,避免线性放大器提供基波电流降低系统效率。最后搭建了一台跟踪频率为300k Hz、输出电压为10-26V的正弦波,峰值输出功率为50W的ET电源原理样机,实验结果验证了理论分析的正确性,效率达到81.3%。同时,与两电平方式进行对比,实验结果表明阶梯波方式不仅能提高系统效率,还可获得更高跟踪带宽。

高速光通信偏振模色散补偿前馈信号提取方法

为了得到高阶偏振模色散的前馈信息,采用数值模拟的方法,通过一种实时提取1阶和2阶偏振模色散的模型,直接得到了偏振模色散的大小和方向。将模拟得到的偏振模色散大小与从琼斯矩阵理论中计算的结果进行比较,结果表明,采用该模型的模拟结果与理论计算值在差分群时延为一个比特周期内符合较好。从得到的偏振模色散矢量的大小和方向信息可以为高阶偏振模色散补偿提供前馈信息。这一结果对偏振模色散的前馈补偿系统的设计具有参考价值。

太湖洪水预报的前向人工神经网络全局最优逼近方法

将求解不等式约束非线性优化问题的群体复合形进化算法 ,应用于前向人工神经网络逼近 ,提出了前向人工神经网络全局最优逼近算法 ;将前向人工神经网络全局最优逼近算法应用于太湖水位预报 ,建立了太湖水位预报的神经网络模型 。

多层前向网络在非均匀介质参数识别中的应用

将多层前向神经网络技术和计算力学方法相结合应用于非均匀介质参数识别，提出了一种新的Ｓｉｇｍｏｉｄ函数，使前向网络能较好地实现全局最优逼近．采用有限元法获得神经网络训练所需的样本集，然后通过实测点的位移值用三层人工神经网络对非均匀介质进行参数识别．计算机数值实验表明，这种方法是有效的，所得结果具有相当的精度．

电压不平衡下三相4开关有源电力滤波器电流参考值

三相4开关并联型的有源电力滤波器(APF)拓扑简单,开关损耗小、经济效益高,但控制性能易受到电压不平衡的影响,特别是直流母线中点电压不平衡和电网电压不平衡。为抑制该影响,对第1种不平衡情况,通过三相4开关并联型APF建模,推导出直流母线中点电压不平衡对三相4开关逆变器输出特性影响机理,它的存在将影响三相输出对称性,为此提出了一种电容电压差值前馈控制方法,可有效抑制直流母线中点电压不平衡带来的影响;针对电网电压跌落引起的不平衡和短时故障等现象,从APF补偿目标出发,在矢量分析的基础上,提出了一种基于线电压合成的电流参考值生成策略,具有使用传感器少、适合多种不平衡情况的优点。仿真和实验验证了方法的可行性。

NPC三电平双PWM变换器直流母线电流的重构

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,建立了二极管箝位(NPC)三电平逆变器直流母线电流的高频数学模型。根据有功功率平衡,提出一种直流母线电流的重构方法。从快速傅里叶变换(FFT)和交流侧有功功率2个方面对所提重构方法的误差进行了分析。最后,基于NPC三电平双PWM变换器的前馈控制完成了直流母线电流重构的实验。结果表明所提直流母线电流重构方法可行、有效,且实现简单、计算量较少。

脐带缆对水下航行器动态响应的影响评估研究

为准确预测水下带缆航行器的运动状态,需先对连接于航行器尾部的缆索的运动形态进行预测并建立模型,以评估其对航行器运动的影响。本文提出一种数值方法,用于评估脐带缆索对水下航行器运动的影响,与实际结果进行对比分析后可知,该数值方法误差小,可以作为反馈控制器用以补偿脐带缆索对航行器运动的影响。这对于自动驾驶仪进行系泊作业具有重要的意义。本文重点研究水下航行器直航时张力的变化情况,结果表明拖点处缆索张力随着拖曳时间增长而增大,且近似于线性增加。由这一结果可以得出,在航行器直航时,缆索拖点处最大张力会限制航行器的直航距离或下沉深度。这一结论可用于指导直航时航行器作业距离。

一种变参数比例积分控制BUCK变换器设计

BUCK变换器中存在诸如系统参数不确定、输入电压变化、输出负载变化等多种扰动,这些扰动对BUCK变换器的输出有很大影响,而采用传统的比例积分控制(proportional integral,PI)方法很难取得满意的控制效果。为此,在传统的PI控制策略的基础上,提出了变参数比例积分(variable parameters proportional integral,VAPI)控制策略以解决系统干扰的问题。由于VAPI控制器不仅具有传统PI控制器瞬态响应速度快和消除静态误差等的优点,同时还能在不同的阶段调整相应的参数,使得BUCK变换器在每个阶段都有更好的特性。首先用变参数比例积分器替换常规的比例积分器,然后设计扰动观测器观测出参数摄动与负载变化带来的系统扰动,将其作为补偿量补偿到前馈通道,提高系统的收敛速度与抗扰动能力,最后通过仿真和实验,分别验证了该算法的有效性。

前馈神经网络权值学习综合算法

目前基于高斯牛顿法及其衍生算法的前馈神经网络虽然可以达到局部二阶收敛速度,但只对小残量或零残量问题有效,对大残量问题则收敛很慢甚至不收敛.为了实时解决神经网络学习过程中可能遇到的小残量问题和大残量问题,引入NL2SOL优化算法与GaussNewton法相结合,并引入熵误差函数,构建基于GaussNewton NL2SOL法的前馈神经网络.仿真实例表明,该神经网络较好地解决了残量问题,具有良好的收敛性和稳定性.

用综合法优化前向神经网络结构

在神经网络研究中，如何确定神经网的结构是一个重要的研究方向。提出了一种通用的确定前向神经网络结构的自适应方法，即先用动态增长法快速训练网络拓扑结构及权值至满足给定的误差为止，然后用遗传算法（ＧＡ）对训练好的网络剪枝。实验表明，算法具有较好的通用性和可扩展性，收敛速度较快，对进一步的数据挖掘具有重要的意义。

三相有源电力滤波器的建模与控制策略分析

为准确分析有源滤波器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑有源滤波器输出的基础上,采用开关函数法建立了并联混合型有源电力滤波器的数学模型.提出一种前馈加双环控制的控制策略,其包括一个电感电流内环控制和一个瞬时电压外环控制.试验结果显示该系统有很好的正弦波输出波形,快速的动态响应和高精度的输出电流.

电网电压不平衡条件下微网恒功率控制策略研究

在基于平衡假设的前馈解耦恒功率控制是微网典型的控制策略,通过对该策略进行功率分析,并釆用开关函数法进行并网逆变器输出特性分析,针对电网电压不平衡条件下负序和3次谐波现象,在原有PQ控制控制结构基础上叠加一个前馈电压负序控制环,使微网并网逆变器产生一个与公共连接点不平衡电压中负序分量大小相等相位相同的电压,实现微网并网节点的三相对称控制,改进的开关函数调制法的采用抑制了3次谐波的输出。仿真和实验结果表明,改进的微网不平衡PQ控制策略提高了微网在电网电压不对称条件下的生存能力。

两级式逆变器前级电路两种控制下的损耗分析

传统控制下两级式逆变器中间母线电压存在较大二次纹波,降低了中间母线电解电容寿命;而利用逆变侧瞬时输出功率前馈控制前级直流变换器的方法可抑制该纹波,但其对电路损耗的影响未知。这里分析比较了这两种控制下两级式逆变器前级电路的损耗。运用器件Datasheet中伏安特性、开通损耗及关断损耗与电流的关系曲线,通过image2data软件提取参数,采用最小二乘法拟合得到伏安表达式和开关电流公式,结合变换器开关电压电流解析式,建立了器件损耗模型并进行预估。最后对比了实验测试损耗与理论预估损耗,证明了采用功率前馈控制时前级电路损耗更大。