基于改进跟踪微分器与前馈的模糊自适应PID控制

经典PID控制器在工程领域应用广泛,但其快速性和超调量之间不能很好地实现协调控制,且误差信号在经典意义上不可微,导致微分难以被有效利用。基于此,在典型跟踪微分器研究的基础上,采用一种具有良好的动态响应和滤波功能的改进非线性跟踪微分器对输入信号进行快速、无超调跟踪。并结合前馈控制和模糊自适应PID控制提升系统的稳定性和快速性,设计了一种基于改进跟踪微分器与前馈的模糊自适应PID控制器。以移相全桥变换器为控制对象,用经典PID与其进行对比分析。仿真与实验波形分析发现,所提控制器的鲁棒性更高,同时可将调节时间缩短至40%,响应速度也更快。

基于阻抗重塑的并网逆变器改进前馈控制策略

在弱电网下,电网电压前馈环节、数字控制延时等因素与电网阻抗发生耦合,大幅降低系统的稳定性。针对该问题,首先建立并网逆变器输出阻抗模型,分析了传统比例前馈控制方法的局限性。在此基础上提出一种基于阻抗重塑的并网逆变器改进前馈控制策略,在电压前馈通道中增加带通滤波器,分析改进系统的输出阻抗特性,该方法有效提升了系统的鲁棒性,同时在电压前馈通道中串联谐波控制器,可以进一步改善并网电流质量。最后,通过仿真和实验验证了所提策略的有效性。

弱电网下LCL型并网逆变器的改进稳定性控制方法

弱电网下并网点电压谐波和电网阻抗不可忽略。LCL型并网逆变器考虑电网阻抗后会发生谐振频率平移现象,同时并网点电压谐波会影响电压前馈控制效果。文章在并网电流结合电容电流反馈的基础上,通过修改电容电流反馈系数应对电网阻抗,提出了一种查表法的电容电流反馈系数选取方法。通过多谐振并网点电压前馈控制通道的控制器应对电压谐波。实验验证了文章所提改进稳定性控制方法的有效性。

基于前馈补偿的永磁直驱电机低速抗扰动滑模控制策略

研究了一种基于前馈补偿的永磁直驱伺服电机低速抗扰动滑模控制策略,用以提高低速运行时速度控制的稳定性。通过调整不同系统状态下的滑模面趋近速度,构造了一种新型指数趋近率函数,使得系统在滑模面附近切换更加平滑;为了提升负载突变等恶劣工况下系统的扰动抑制能力,引入降阶扰动观测器对系统受到的转矩扰动进行观测,并进行前馈补偿,通过前馈补偿与改进趋近率组合的方式提高系统的鲁棒性。仿真和实验结果表明,该控制策略对永磁直驱伺服电机低速运行时的多种扰动具有明显抑制效果。

运用改进磷虾群算法的自抗扰控制方法

为了提升自抗扰控制效果,提出了基于改进磷虾群算法的自抗扰控制方法.利用线性自抗扰控制技术,设计电力系统自抗扰控制器;利用扩张状态观测器估计系统总扰动,在系统控制量内加入前馈微分信号,通过该控制器的线性误差反馈律自抗扰控制电力系统,采用改进磷虾群算法优化该控制器的反馈比例增益与反馈微分增益,提升自抗扰控制效果.实验结果表明,在不同扰动时,应用本文方法自抗扰控制后,可有效降低电力系统稳态误差有效值与谐波畸变率.

基于改进型前馈控制的轻型高炮随动控制策略研究

针对轻型高炮连续射击过程中车体姿态快速变化造成的随动控制精度降低的问题,提出一种基于改进型前馈控制的轻型高炮随动系统控制策略。该策略基于传统的火炮前馈控制模型,利用ARMA模型对前馈补偿量进行预测,提前给定随动位置指令,加快响应速度,补偿由于时滞和车体姿态快速变化等因素造成的前馈控制效果不足,提高控制精度。仿真和试验结果表明,在不增加传感器的前提下,基于改进型前馈控制的火炮随动系统控制策略能够实现随动控制的快速稳定补偿,满足轻型高炮连发射击的精度要求。

考虑直压波动的双馈风机转子侧改进控制的研究

双馈风力发电机(以下简称双馈风机)在传统转子侧矢量控制中,控制的前提是默认直流母线电压(以下简称直压)恒定,而没考虑其波动。当直压波动时,对象模型中的功率也会随之波动而导致输出不平稳,同时,在工程实际中,为保证直压的稳定,一般采用较大的电容,会造成较大的成本消耗。因此本文提出针对直压波动的转子侧改进控制算法,引入前馈控制,消除直流母线电压波动造成的影响,保证直压波动情况下对象模型功率的稳定输出,且运用改进控制后,可降低电容容量,节约工程成本。最后基于PSCAD/EMTDC仿真对所提出的改进控制策略进行仿真验证,与传统控制策略进行对比分析,结果表明:本文提出的转子侧改进控制策略控制精度高,响应迅速,在直压波动时可降低功率的波动,输出更平稳,验证了所给控制策略的正确性及有效性。

基于改进滑模趋近律和负载前馈补偿的PMSM控制研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)控制系统中转速超调大以及负载扰动等问题,设计了改进指数趋近律滑模控制器。在传统指数趋近律的等速项和指数项上加了调节函数,使趋近律具有更快的收敛速度和更好的抗抖振能力。为了进一步提高精度,引入了低通滤波负载转矩观测器,将负载转矩的观测值进行前馈补偿以减少负载扰动。在MATLAB/Simulink上建立仿真模型,并与PI、传统指数趋近律、未进行前馈补偿的改进指数趋近律3种控制方法进行实验对比,仿真结果表明,基于改进滑模指数趋近律和转矩前馈补偿的控制策略相比于其他3种控制方法,在减少转速的超调不稳定、增强系统的抗负载扰动等能力上有进一步的提升。

前馈-改进型PID复合控制策略的研究

针对PID反馈控制快速性和稳定性二者之间的矛盾,在分析各种改进型PID控制方法和前馈控制性能的基础上,提出一种适用于工业过程控制场合的带前馈改进型数字式PID位置复合控制方法。通过仿真实验对比表明:采用该前馈-改进型PID复合控制方法可显著提高控制系统的稳定性、快速性和准确性。在PMAC运动控制卡上的应用也说明该控制方法可满足基本的稳、快、准控制要求。

直流微电网周期波动对光伏系统输出功率的影响及其抑制

分析了单相交流逆变负载对直流母线电压的影响及波动电压的表达式。进一步分析了直流母线电压波动对直流微电网中光伏发电系统输出功率的影响并推导了光伏电池输出电压、电流及输出功率的表达式,进而揭示出了由于直流母线电压的波动影响造成光伏电池无法持续处于最大功率输出点,间接降低了光伏发电系统的发电效率。提出了基于直流母线电压波动前馈的光伏发电系统电流闭环控制策略,有效抑制了直流母线电压波动对光伏电池输出功率的影响。仿真和实验结果验证了理论分析结果与所提方法的正确性和可行性。

改进的前馈FIR振动控制器

阐述了FIR和IIR两种滤波器各自的优点和缺点,针对它们的不足之处,结合正交基函数理论,在FIR滤波器的基础上进行了改进。改进后的滤波器兼有FIR和IIR两种滤波器的优点。接着,依据改进后的滤波器,给出了对应的前馈控制算法。最后,对算法进行了仿真分析和实验验证,结果表明,该算法具有很快的收敛特性和良好的稳定性,可以推广至工程应用。

基于改进内模-前馈控制策略的双馈风机建模与仿真

针对双馈风机转矩扰动给转速调节性能以及电网故障给双馈机侧控制系统带来诸多不利影响,单一的控制策略不能解决上述问题,对此文章提出改进内模-前馈串级控制策略。首先,基于改进的内模控制设计转速控制器削弱转矩扰动对转速跟踪性能的影响。其次采用内模-前馈控制策略设计定转子侧电流环控制系统。在MATLAB/SMIULINK中搭建双馈风机模型并入微网系统中进行稳态和故障情况下的时域仿真。结果表明:改策略正确有效,设计的转速控制器能获得良好的跟踪性能和较高的稳态精度,电流环采用内模控制可以改善机侧和电网侧暂态性能。

羰基化醋酸反应中的温度控制过程优化

甲醇液相羰基化Rh-I催化体系醋酸生产中影响温度的因素较多,具有模型不确定性、非线性、变量间相互耦合以及大滞后等特点,对工艺过程进行了部分改进。在TDC3000 DCS系统中利用TDC3000中的APM模块上的常规调节功能组态和控制语言CL/APM编程相结合,采用预测函数(PFC)与传统PID相结合技术,用集散控制方法对醋酸反应过程进行温度智能控制。实际证明该方法具有催化反应效果好、操作简单、系统运行安全可靠等特点。

改进重复控制方法在并联型有源电力滤波器中的应用研究

有源电力滤波器的电流控制器设计直接影响电流谐波的补偿效果,采用比例积分PI控制跟踪交流信号时存在静差,而基于内模原理的重复控制在特定频率处有无穷大的增益,能够实现电流无静差跟踪,但系统动态响应速度慢。因此,该文提出将PI前馈控制与重复控制相结合的改进重复控制方法。该方法能够对电流进行无静差跟踪,且对系统谐波具有较好的抑制效果。通过Matlab/Simulink仿真软件和APF装置验证了系统对电流谐波具有较高的补偿精度且系统的动态性能较好。

改进型粒子群算法磁致伸缩作动器的跟踪控制

在低频条件下,以磁致伸缩作动器线性模型为基础,设计了PID及前馈PID控制器。针对固定参数控制器自适应能力较弱的现状,提出用粒子群(PSO)算法对固定参数控制器进行优化。针对标准PSO算法存在早熟收敛、后期迭代易陷入局部最优的不足,进一步提出了一种可动态调整惯性权重及遗传变异的改进型粒子群(IPSO)优化算法,并将该算法与前馈PID相结合应用于磁致伸缩作动器的位置跟踪控制。仿真结果表明:针对指令阶跃信号,相对传统PID及前馈PID控制,改进型PSO前馈PID控制具有控制精度高,位置跟踪效果好及抗干扰能力强的特点。

Ⅰ型系统稳态误差分析及精度改进

稳态误差是影响系统精度的一个重要因素,针对一个I型系统在给定输入下的系统稳态误差进行分析,应用两种方法,即增大系统开环增益和引入前馈控制单元,对系统的精度进行改进,并运用Matlab进行仿真,比较两种校正方法各自的优缺点。实验证明,引入前馈控制单元能更好地对系统的精度进行改进。

锅炉汽温超前—滞后补偿型前馈控制器设计

针对电站锅炉汽温控制过程中应用超前—滞后补偿器的前馈控制设计理论问题,阐述了两种易操作的设计方法:模型计算法和现场整定法。以某电站锅炉汽温控制为案例设计出前馈控制器并进行了仿真试验研究,结果表明所述方法是有效的并有好的鲁棒性,但是有效减小正动态偏差时也增大了负动态偏差,控制品质改善不多。原因在于一阶超前前馈满足不了高阶超前前馈的需求。

基于改进前馈反馈控制的水厂浊度控制

针对城市供水过程中,待滤水浊度控制过程的大惯性、大滞后和干扰多等特点,提出采用改进的带非线性补偿的前馈反馈控制算法,并将该种控制算法和传统PID反馈控制算法进行了仿真和实验比较.仿真和实验结果表明,所采用的算法能够及时克服扰动,具有良好的跟踪能力,确保了供水质量的稳定性.

火电机组直接能量平衡DEB控制策略分析及优化

火电机组直接能量平衡是建立在能量平衡概念基础上的一种机、炉协调控制策略。随着电网对机组变负荷性能的要求越来越高,以及锅炉燃用的煤种变化较大、燃煤掺烧等因素,传统DEB控制逐渐暴露出存在的一些不足。介绍了一种DEB控制策略改进方法,采用新的前馈方式和智能变负荷超调,引入燃煤热值系数进行修正,并采用PID变参数控制。现场试验表明,这些措施解决了原先煤量指令落后负荷指令、变负荷超调适应性不足、无法主动响应燃煤品质变化等问题,有效提高了机组整体负荷变化能力。

基于改进PWM控制的电网运行安全调制策略研究

为了提高电网运行抗负载扰动能力和空载能力,提出基于改进PWM控制的电网运行安全调制策略。首先,分析电网不平衡的实际情况,再采用三相PWM整流器负序电压不平衡控制策略,获取电网不对称时PWM整流器不平衡单周控制数学模型,保障电网电压滤除零序电压后的分量;利用改进功率平衡控制策略,在原有控制算法上加入负载电流前馈,解决采样延时对电流内环的响应速度造成影响导致的控制性能不佳,优化控制结果,实现电网运行安全调制。研究结果表明:所研究策略能够实现电网电压不平衡状态下的电网运行安全调制,并且具有良好的抗负载扰动能力和空载能力。