基于功率转速双闭环的增程器发电功率动态控制策略

针对电动汽车内燃发电增程器发电功率动态控制存在的控制精度不高、响应滞后和反向超调等问题,提出并设计了一种结合功率/转速双闭环的增程器发电功率动态控制策略。该策略基于高效运行曲线进行发电功率的转矩/转速解耦,同时考虑了基于实际发电功率反馈的内燃机目标发电转矩修正、发电转矩转速动态协调修正。变工况发电试验结果表明,增程器发电过程中的发电功率最大正向超调为1.37 kW,最大反向超调为1.89 kW,稳态误差均小于0.01 kW,功率上升响应时间约为2.5 s,功率下降响应时间约为2.8 s,且工作点均在高效运行曲线附近。该增程器发电功率动态控制策略能够减少瞬态发电功率的响应滞后和反向超调的问题,在工程实践中具备可行性。

基于占空比波表的三相四线整流器控制

三相脉宽调制(PWM)整流器应用广泛。针对三相四线(TPFW)PWM整流器,提出了一种基于占空比波表的电压电流双闭环控制策略。该控制策略电压外环采用波表系数步进调节控制,电流内环采用离散比例积分微分(PID)控制叠加电容电压步进调节均衡控制。该方法能够提高系统功率因数,同时也能抑制整流器输出直流侧电压波动以及实现电容电压均衡。最后在硬件平台上进行实验验证,实验结果表明该控制策略具有抑制输出电压纹波、功率因数高、系统稳定性好等优点。与传统方法相比,该控制方法控制简单,易于工程实践.

双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制研究

投篮机器人路径图像噪声会影响机器人路径跟踪控制效果,导致投篮机器人偏离正常轨迹,为此提出双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制方法。分析投篮机器人架构,利用OpenMv视觉识别方法采集投篮机器人路径图像,结合小波阈值算法对采集到的图像实施去噪处理,从而获取清晰的投篮机器人路径图像。根据图像去噪处理结果,将曲线拟合法与特征点检测法相结合,实现投篮机器人路径识别。根据投篮机器人路径识别结果确定路径实际偏移量,结合推动器实现位置、移动速度建立的双闭环PID控制器,从而实现投篮机器人路径跟踪控制。实验结果表明,该方法的投篮机器人路径图像去噪熊效果好、跟踪控制效果好,充分验证了该方法的有效性。

基于双闭环控制的三相四线制逆变器控制研究

三相四线制逆变器具有更好的不平衡负载驱动能力,被广泛用于不间断电源等领域。对于这种离网模式下的逆变器而言,通常使用电压电流双闭环控制模式对输出进行控制。提出一种无需坐标变换的电压电流双闭环控制,实现输出三相之间完全解耦。由于准比例谐振(Quasi Proportional Resonance,QPR)控制对交流信号的控制效果更好,因此电压外环采用QPR控制,电流内环采用比例控制。实验证明了所提控制方法的有效性。

稠油电加热嵌入式控制装置设计及其试验

为提高稠油井电加热系统的加热效率,解决油田中频电源加热运行控制主要依靠人工经验设置和低效的自动控制造成电能浪费的现状,本文设计了稠油电加热嵌入式控制装置。基于非嵌入式获取的油井生产电信号,以稠油开采电机的电功率为闭环反馈信号,获取油液最优温度的参考输入。在此基础之上,通过井口油液温度的微分反馈环节,改善温度迟滞效应,实现中频电源的节能优化控制。通过对嵌入式硬件核心电路模块的设计和主要软件功能的开发,不仅实现了稠油井电加热过程的动态控制,还实现了各项运行指标的现场及云端的实时监测。稠油井场试验分析表明,所设计的稠油电加热嵌入式控制装置符合井场节能安全的生产需求,节约能耗可达20%。

基于双环自适应滑模控制的高速列车运行追踪

针对列车高速运行跟踪控制问题,提出了一种基于双环结构的RBF神经网络自适应滑模控制算法。首先系统结构分为位移与速度控制子系统,防止列车因单个控制器故障而失控;在此基础上采用积分滑模控制,加强控制器的鲁棒性;同时在速度子系统中引入参数自适应算法与RBF神经网络自适应算法削弱列车受到基本阻力、附加阻力以及不确定性阻力带来的影响;最后通过Lyapunov稳定性分析证明系统的稳定性。通过仿真实验结果表明,位移误差在[-3.3×10^(-4),1.9×10^(-4)]范围以内,速度误差在[-2.1×10^(-2),3.1×10^(-2)]范围以内,该算法可以实现对列车的速度与位移精确追踪。

双闭环控制的三相电压型PWM整流器的研究

针对传统的不控整流电路中网侧电流谐波很大、晶闸管相控整流电路中深控时网侧功率因数低和闭环控制时动态响应慢等问题,设计出一种引入脉冲宽度调制技术的三相电压型整流器。在完成三相电压型整流器的电压外环电流内环的双闭环控制系统设计的基础上,对其进行了仿真实验。仿真结果表明,与不控或相控整流电路相比,该三相电压型PWM整流电路中,不仅输入电流的谐波大大减小,电能可双向流动,能够实现整流和逆变状态下的单位功率因数运行,还可较好地抑制负载突变时直流侧电压的波动,从而显著提高系统的抗扰能力,真正实现绿色环保和高效节能的高度结合。

基于STM32的SWISS整流器研究与设计

SWISS整流器具有输出功率高、输出电压可调、易高频化等特点,十分适合用于电动汽车大功率充电、数据中心、通信基站等大功率变换场合。文中提出一种采用STM32F334单片机控制的SWISS整流器设计方案,利用电压电流PI双闭环控制策略实现对输出电压的精确控制,并进行控制算法的设计,实现系统功率因数校正的功能。设计SWISS整流器的硬件电路方案,并给出元件参数计算及选型方法。制作400 V/1 000 W样机对所提出的方案进行实验验证。结果表明:系统功率因数在额定功率下可达0.998,转换效率可达97.37%,并具有较快的响应速度;在半载满载切换时,动态调节时间小于70 ms,且电压超调量最大为10%。验证了所提方案的可行性。

两车纵向并车联合运输同步控制技术研究

针对两台液压载重车联合运输大型轮船的同步控制进行研究,根据运载装备的特点,采用两车纵向并车的运输方式,行走过程中两车之间必须保证同步行走,否则可能会发生轮船滚落或载重车结构损坏的重大事故。针对运输车速度的稳定控制,求解出行驶驱动系统泵控马达的系统传递函数,并仿真验证了控制器采用PID控制算法可以提高运输车速度的稳定性。根据运输的特点,采用“主从式”控制策略,提出采用驱动压力和行驶速度的双闭环控制,设计出基于CAN总线的控制系统,最后进行了实车试验,根据现场试验采集的数据,验证了此控制器能够使两车保证很好的同步效果。

基于负载扰动前馈的SWISS整流器控制策略

针对SWISS整流器在采用电压电流PI双闭环控制策略的SWISS整流器在负载发生变化时容易引起直流侧母线电压波动的问题,提出了一种将PI双闭环控制与负载扰动前馈控制相结合的控制策略,通过引入负载前馈环路消除负载变化所引起的扰动,从而抑制直流母线电压的波动。首先根据SWISS整流器的工作原理推导出系统各个环节的传递函数,然后设计系统的控制环路并利用Mathematica进行控制器参数的计算,最后使用PLECS对该控制策略及参数进行仿真验证。仿真结果表明,采用电压电流PI双闭环控制策略和PI双闭环与负载扰动前馈控制相结合的控制策略在负载线性变化时,系统输出电压最大超调量分别为9.5%和0.25%。所提出的控制策略能够有效抑制因负载变化所引起的输出电压的波动。

基于退火PSO-PI与重复PR的图腾柱PFC

功率因数校正(power factor correction,PFC)被广泛应用于车载充电机以提高充电效率、减小对电网产生的谐波污染。本文常用的双闭环比例积分(proportional integration,PI)控制的基础上,研究了退火粒子群算法(particle swarm optimization,PSO-PI)和改进重复比例谐振(proportional resonance,PR)控制,通过退火PSO算法对电压环的PI控制器参数进行优化,提高了响应速度;将电流环由PI控制变为改进重复PR控制,以解决PI控制对高频信号跟踪能力弱的缺点,并选用了近几年比较热门的图腾柱PFC拓扑结构,最终提高了响应速度,降低总谐波畸变率(total harmonic distortion rate,THD)。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了控制策略的正确性,相比传统的图腾柱PFC,响应速度得到一定提高,THD值降低了2.07%。

可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统设计

温度稳定性对可调谐激光器波长和功率的稳定性起着至关重要的作用,因此,本文设计并开发了一种可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统。首先,为了精确测得激光器工作温度值,设计了一种压差测量电路,对非线性热敏电阻进行精确线性测量;其次,为了向半导体制冷器(TEC)输出稳定的控制电流,设计了一种线性控制的H桥驱动电路,消除了TEC工作电流受到的纹波干扰;再次,为了提高温控系统的抗干扰能力,设计了深度负反馈电路作为系统的内环控制;最后,为了实现温度的实时调节,应用位置式PID对系统进行外环控制。实际电路测试结果表明:设定温度在15~35℃范围内时,激光增益芯片2 h温控稳定度优于±0.005℃,能够满足可调谐激光器温度控制的高稳定性需求。

单相级联H桥整流器平方电压反馈控制算法

以单相级联H桥整流器为研究对象,对其控制策略进行了研究。首先在采用双闭环控制策略的基础上,构建了dq前馈解耦模型,并通过二阶广义积分算法改善了虚拟交流分量对系统的影响,实现了网侧电流对电压相位、频率的快速精确追踪。其次,对传统电压平衡控制算法进行了改进,通过对功率平衡关系的定义,将输出电压平方作为控制信号,增强了系统自适应能力,提高了系统在投切载时的动态性能。最后,基于MATLAB/Simulink软件进行仿真,验证了所提策略的正确性和有效性。

基于输入输出线性化的三电平Boost PFC控制策略

针对传统双闭环控制动态调节时间过长的问题,提出了一种基于输入输出线性化的三电平Boost PFC变换器控制策略。首先,分析了三电平Boost PFC变换器的工作模态,建立了状态空间方程;然后,推导出三电平Boost PFC变换器输入输出非线性模型,判断线性化的可行性,进而对系统进行线性化;最后,利用经典控制理论设计控制器,并增加电压平衡控制,保证变换器的中点电位平衡。仿真结果表明:负载恒定时,输入电流可跟随输入电压相位变化并保持正弦波形,电流波形更为平滑;负载跳变时,电压电流调节迅速,输出电压除纹波稍有变化外,电压平均值保持恒定。证明了所提控制策略具备良好的动、静态特性及强鲁棒性。

电力机车应急供电逆变器控制算法研究

电力机车应急供电装置在无电区进行应急供电,需要兼顾不同型号机车对辅助供电不同电压频率的需求,其逆变器模块需要输出相对应频率且稳定的电压,本文在分析应急供电需求的基础上,建立了逆变器和用电负载的模型,推导了逆变器两端电压和电流的函数关系,并将函数表达式推导到α-β静止参考坐标系和d-q旋转坐标系中,计算出准确的电压和电流数量关系,从而实现电压电流双闭环控制。实验结果表明,该改进型控制算法比较简单,计算量少,便于在线实现,具有良好的动态和静态特性。

光伏发电系统双闭环控制及并网稳定性研究

文章研究了一种基于双闭环控制思想的光伏逆变器并网运行控制方法。双闭环控制由外环和内环两个环节构成,外环采用比例积分控制方法,以维持并网逆变器直流母线电压稳定为控制目的。内环引入电网电压前馈补偿控制对传统双闭环控制策略进行改进,利用交流电流反馈结合电网电压前馈的复合控制方式对光伏并网逆变器实施SPWM控制,抑制公共电网电压波动对光伏发电系统所产生的扰动,实现频率与功率输出的稳定控制。基于文中所提出的改进双闭环控制方法,构建两级式光伏并网发电系统仿真模型,仿真实验结果验证了实施该控制方法的可行性与有效性。

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.

基于改进遗传算法的直流电机双闭环调速系统控制参数整定

直流电机的双闭环控制被广泛应用于直流拖动系统,采用的控制器是传统的PI控制器。在工程应用中,通常采用人工整定PI控制器的参数,往往不能得到最优的控制参数。同时,许多研究采用智能群算法进行整定。针对直流电机双闭环系统的PI参数整定,提出了一种基于改进遗传算法的参数整定方法。与传统遗传算法相比,改进遗传算法的整定效果更佳,具有较快的响应速度、较好的稳定性和较小的超调,更适用于对直流电机双闭环调速系统的控制参数进行整定。

基于模糊控制的PWM整流器电压调速策略

针对三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器控制系统的直流侧电压响应速率问题,提出一种基于模糊控制的电压快速响应控制策略.建立PWM整流器在qd坐标系下的数学模型,并进行欠驱动特性分析和控制策略研究,设计级联双闭环控制结构.利用部分反馈线性化策略,设计电流内环控制器,为提升直流侧电压响应速度,提出电压外环模糊控制策略.所提控制策略能够在0.05 s实现稳定,功率因数达到了0.99,提升了系统抗扰动能力,仿真结果证明了所设计控制方案的有效性.

双闭环比值控制系统传感器故障诊断方法

双闭环比值控制系统由于主从回路滞后效应和闭环回路调节作用,使其故障诊断较为复杂。针对该系统传感器故障难以识别的问题,通过分析反映系统动态特性的实时数据,提出一种基于数据驱动的故障诊断方法。利用拉伊达准则标定检测阈值建立故障检测模型;利用传感器故障传播的滞后特性建立故障定位模型;利用突变故障的幅值特性建立了故障估计模型;利用故障调节动态过程的变化趋势建立了故障分离模型;通过在线数据标定获得了故障诊断动态模型。通过实验验证该方法的有效性和高精度。研究结果表明,所提方法适用于一般双闭环比值控制系统传感器的实时故障诊断,其中故障检测准确率可达98.5%,故障定位准确率可达98.5%,故障估计准确率可达99.28%,故障分离准确率可达98%。