交直流混合微电网虚拟APF的研究

针对各种非线性负荷接入混合微电网导致交流母线电能质量恶化、交直流混合微电网电能需要双向流动的问题,提出一种虚拟APF拓扑结构及其控制策略。通过采用瞬时功率理论,设计了恒功率控制系统。依据交直流混合电力系统功率需求,控制虚拟APF灵活工作在有源电力滤波、整流和并网逆变三种工作模式。在实现直流微网与电力系统之间功率双向流动的基础上,对交直流混合微电网系统中谐波进行治理,提高了接口变流器的利用率,降低了系统运行成本。仿真验证了所提虚拟APF拓扑结构及其控制策略的正确性及可行性。

基于虚拟阻抗方法的无电压传感器APF控制策略

为了解决并联有源电力滤波器(APF)控制算法复杂和开关频率高的问题,建立了并联无电压传感器APF数学模型,提出基于虚拟阻抗方法APF控制策略。无电压传感器APF无需复杂的锁相倍频电路,只需检测电流信号即可补偿与控制谐波电流,简化了控制算法。基于虚拟阻抗控制的APF,模拟出需要的电容特性来抵消无功电流分量和谐波分量。仿真及结果验证了基于虚拟阻抗控制无电压传感器APF,在较低开关频率下,仍然具有较好的补偿性能。

基于人工势场法和模糊控制的矿用移动机器人路径规划

针对传统人工势场(APF)方法在复杂环境下的局部极小值和轨迹振荡问题,提出一种改进APF方法。当矿用移动机器人落入局部极小位置时,通过分析机器人与障碍物之间的角度来设置虚拟目标,引导机器人走出死区。设计一种能输出环境危险因素来调整机器人步长的模糊控制器来改善轨迹振荡,增强机器人在复杂环境下的轨迹平滑度。仿真结果表明,该方法在线形障碍物、U形障碍物和大量离散障碍物的环境中能取得较好的避障效果,有效改善了复杂环境下的轨迹振荡。

基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略

为简化有源电力滤波器(active power filters,APF)系统控制结构、实现降低装置成本,提出了一种基于变结构的APF无传感器间接控制策略,利用局部平均值算法给出了系统在无电压传感器控制方式下的占空比表达式。为提升APF低频工作特性,进一步引入虚拟负电感控制方式,改善了无电压传感器间接控制方式下的APF运行单位功率因数和动态响应能力。与传统控制策略相比,所提出的控制策略有效简化了系统结构,兼顾了系统经济效益与技术性能。最后通过10 kW单相桥式APF原理样机试验,验证了所提出控制策略的正确性和有效性。

新颖虚拟电网磁链在有源滤波器中的应用

传统的虚拟电网磁链观测存在幅值和相位误差,为了克服此缺点文中提出一种新颖的虚拟电网磁链观测。采用两个一阶低通滤波器代替纯积分环节的新颖虚拟电网磁链观测器可使得观测磁链幅值无差,无相移。同时引入具有自适应调节中点电位的简化三电平SVPWM空间矢量调制策略,并在此基础上提出新颖的多电平有源滤波器相电压重构算法。实验结果验证了有源滤波器采用新颖的虚拟电网磁链定向控制策略不但能实现无锁相环控制,而且对干扰有良好的抑制作用。

弱电网条件下的有源电力滤波器无锁相环控制

分布式电源比重较高的弱电网系统电网阻抗较大,有源电力滤波器(APF)接入系统的公共连接点(PCC)电压通常会发生畸变、不平衡以及频偏。APF的传统控制策略中,锁相环在电压畸变、不平衡时存在检测误差,而改进的锁相环通常算法复杂且会引入额外的延时。基于虚拟坐标系推导出一种改进的控制策略。该控制策略不需要锁相环,且算法简单。仿真和实验结果显示,采用改进控制策略的APF在弱电网的PCC电压发生畸变、不平衡及频偏时,可以准确快速地进行补偿。

LCL滤波的并联有源滤波器的虚拟阻尼控制

为实现LCL滤波器的稳定控制而不额外增加系统损耗,提出了基于虚拟阻尼思想的有源滤波器输出并网电流控制策略,通过并网侧电感电流外环控制器的引入充分提高了系统的鲁棒性,即使电网存在畸变系统也能有效工作,而且可以有效控制补偿电流的精度,通过电容电流或电容电压内环来实现系统的稳定。该控制方法具有较好的谐波补偿精度和开关纹波衰减率,系统具有良好的稳态和动态性能。仿真结果证明了所提出的控制策略的正确性。

基于改进人工势场法的移动机器人路径规划

针对传统人工势场法在路径规划过程中容易陷入陷阱区域和局部极小点的问题,提出了一种改进人工势场法。首先,提出安全距离概念,避免了不必要的路径,从而解决了路径过长和算法运行时间过长问题;然后,为避免机器人陷入局部极小点和陷阱区域,在算法中引入预测距离,使得算法可以在机器人陷入局部极小点或陷阱区域之前做出反应;最后,通过合理设置虚拟目标点,引导机器人避开局部极小点和陷阱区域。实验结果表明,改进算法可以有效解决传统算法容易陷入局部极小点和陷阱区域的问题;同时,相较于传统人工势场法,所提算法规划出的路径长度减少了5.2%,计算速度提高了405.56%。

基于复矢量电流调节器的指定次谐波电流控制方法研究

三相并联型有源电力滤波器可以补偿电力系统中非线性负载引起的谐波与无功电流,其补偿性能取决于电流调节器的控制精度与动态响应。本文采用复矢量分析法,提出一种复矢量PI调节器控制方法,该方法对系统参数变化的鲁棒性较好;针对数字控制系统的固有延时,在离散域下,采用电压指令相位延迟补偿方法,消除延时对系统稳定性的影响;通过增加虚拟电阻,提高控制器的抗干扰性能,提高谐波补偿精度。仿真结果验证了上述方法的有效性。

基于改进人工势场法的物流无人配送车路径规划

传统人工势场法在面对多障环境时易陷入局部最优,导致路径长度和拐点数量增多从而严重降低配送效率。为此,考虑复杂环境多障密集和离散分布特征,结合相对位置检测策略和边界条件判断决策,采用自主虚拟圆作用域设计,修正路径长度和拐点数量缺陷;进一步地,基于模型预测理论,建立四轮转向车辆稳定性控制器,实现理想模型路径的精准跟踪控制;采用MATLAB软件进行模拟避障实验,并与传统算法路径搜索关键要素特征进行对比仿真。研究结果表明,所提出的改进人工势场算法相比于传统算法,全局拐点数量减少10个,路径缩短21.06%,跟踪偏差率低于6%。通过研究,解决了车辆多障环境适配及避障安全性问题,实现了指定轨迹的平稳、安全配送,为无人配送车规划算法的改进提供了理论指导。

基于LabVIEW的有源电力滤波器分析和监控系统

运用虚拟仪器技术取代传统的谐波监测分析装置,测试有源电力滤波器的调试效果。将电网电压、滤波前后的电流经互感器变换后送给采集卡,然后将采集的数据经USB通信接口送到计算机,经数字滤波处理后,采用FFT进行谐波分析,比较滤波前后的电流畸变率和电压畸变率,验证了有源滤波器对谐波和无功的治理效果。

改进人工势场的无人机避障机动策略

针对无人机飞行过程中遭遇突发障碍物的规避问题,提出一种改进人工势场(APF)的无人机通用避障机动策略。在障碍规避过程中利用避障机动角设计障碍物斥力系数并加入速度控制项共同改进传统的人工势场;相较于传统设置目标点的无人机避障方法,以虚拟子机的形式实时对无人机施加状态回归力,保证无人机能较快地回归到原始期望状态,并利用模型预测调整无人机的状态回归机动量,避免抖动现象,由此设计出无人机避障机动策略。通过仿真分析证明了所提避障机动策略相比传统人工势场方法避障效率更高。最后将所提策略作为基础模块应用于不同的复杂任务,证明了所提策略具有较高的通用性。

基于虚拟电容补偿的级联型有源电力滤波器控制策略

级联型有源电力滤波器(APF)可用于中高压系统中的谐波补偿,为改善传统直接电流控制策略指令跟踪能力和抵抗电网电压干扰能力较差的问题,本文提出一种基于虚拟电容补偿的级联型有源电力滤波器控制策略。通过分析对比指令电流两种不同补偿方式,得出基于指令电流前馈补偿的谐波输出控制策略在保证指令跟踪能力的基础上具有更强的抵抗电网电压干扰能力的结论。PSCAD仿真实验验证了所提方法的可行性和优越性。