永磁同步电机模型预测的优化控制策略

为进一步改善在永磁同步电机(PMSM)模型预测控制(MPC)中,针对逆变器开关状态有限、预测精度不高导致电流脉动较大,稳态精度较差等问题,提出了一种通过合成虚拟电压矢量,拓展有限控制集,优化价值函数相结合的控制策略,可以提高电流预测精度,降低开关损耗。仿真和实验结果表明,与传统模型预测相比,优化后的控制策略取得了良好的控制效果,验证了该方法的有效性和可行性。

滑移扰动下轮式移动机器人神经滑模跟踪控制研究

针对轮式移动机器人在滑移扰动下模型的不确定性,提出了一种基于RBF神经滑模控制的跟踪控制策略。建立机器人在滑移扰动下的动力学模型,利用运动学反步控制器得到虚拟线速度和角速度,基于虚拟输入设计了神经滑模动力学控制器,最后对所设计的控制器进行仿真与实验,结果表明该控制方法能快速准确地在滑移扰动下跟踪期望轨迹,具有良好的误差收敛效果。

三电平ANPC变换器快速模型预测控制策略研究

针对有限控制集模型预测控制(MPC)策略在多电平变换器中预测模型和价值函数在线计算量大的不足,提出一种快速有限控制集MPC策略。该算法分两步预测,第一步根据价值函数代入6个正小矢量计算,从中选择一个值最小的正小矢量;第二步根据第一步计算出的价值函数最小的正小矢量,计算以该正小矢量为中心的四边形矢量的价值函数,最终选择一个最小的值作为输出矢量,这样大幅降低计算量,提高计算效率。最后,通过仿真和实验验证了该控制策略的可行性与有效性。

三电平逆变器有限开关序列模型预测控制策略

针对三电平有源中性点箝位(ANPC)逆变器采用模型预测控制(MPC)策略时存在开关频率不固定和采样频率较高的缺点,提出了一种有限开关序列模型预测控制(FSS-MPC)策略。该策略将控制集确定为10组开关序列,构建了包含中性点电压偏差的目标函数,通过滚动优化确定最优开关序列,从而控制中性点电压平衡和减小开关器件损耗。最后通过仿真和实验验证了控制策略的有效性。

一种改进的电压源逆变器无模型预测控制方法

针对传统电压源逆变器模型预测控制(MPC)中存在模型依赖性强和电流纹波大的问题,提出一种基于扰动补偿的无模型预测控制(MFPC)方法。该方法首先通过设计全阶滑模观测器(SMO)估计集中扰动,改进电压源逆变器的超局部预测模型,提高了预测控制对模型参数的鲁棒性;其次,在基本电压矢量的基础上构建了新的虚拟电压矢量,扩大了预测控制中的矢量选择范围,降低了电压源逆变器的输出电流纹波。最后,通过实验验证了所提方法的可行性与有效性。

多微电网参与下的配电侧直接电能交易纳什议价模型

随着售电侧电力市场改革的不断深入,研究多微电网参与下的配电侧直接电能交易具有重要意义。针对多微电网与负荷聚合商之间的直接电能交易,以各主体在传统交易方式下的最优效益作为谈判破裂点,提出了一种基于合作博弈论的纳什议价模型,模型中博弈参与者可获得帕累托最优效益。模型为非线性非凸问题,不易直接求解,将其分成求解支付和联盟效益最大化两个子问题。为保护交易主体内部隐私,联盟效益最大化问题采用交替方向乘子法进行分布式求解,交易双方在求解过程中仅需相互交换期望的交易电量。仿真结果表明该模型可以有效地提升交易双方的运营效益。

三相并网逆变器状态反馈模型预测控制策略

在三相并网逆变器中,由于传统的电流模型预测控制(MPC)系统中存在建模误差等因素,导致评估函数选出的预测值在应用时不一定仍具最优性。基于传统比例积分(PI)调节对给定电流良好的跟踪性基础上,提出了一种具有状态反馈、误差补偿的MPC算法,根据前一时刻电流预测值与实际电流采样值的偏差补偿当前时刻预测函数模型系统的输出,从而减少由建模误差造成的预测值与实际值的偏差。仿真和实验结果表明:加入反馈校正后,模型电流预测算法的控制性能大大提高,有效减少了谐波含量。从而验证了该方案的可行性和有效性。

基于电压模型预测控制的大功率异步电机弱磁系统研究

研究了一种基于电压模型预测控制(Voltage model predictive control,VMPC)的大功率异步电机弱磁系统,通过对d-q轴定子电压(u_(sd),u_(sq))在线预测,取消了传统电流环中的两个PI控制器,进而实现对电压的优化控制,提升异步电机速-矩控制性能。首先,建立最大电磁转矩的解析模型,分析u_(sd),u_(sq)对各个工况下转矩输出的影响;然后,引入模型预测控制,设计了d-q定子电流(i_(sd),i_(sq))为控制量,u_(sd)、u_(sq)为输出的VMPC模型;最后,建立了搭载VMPC的最大转矩弱磁控制系统,仿真验证方法的有效性。

改进型5L-ANPC逆变器悬浮电容电压控制策略

针对有源中点箝位(ANPC)五电平逆变器电路中悬浮电容电压传感器体积大、成本高、调理电路复杂的问题,提出了一种无悬浮电容电压传感器的控制策略。该控制策略以层叠载波脉宽调制(PWM)为基础,根据直流母线电容电压和输出相电压计算悬浮电容电压值,控制悬浮电容电压的平衡,减少三相电路中电压传感器的数量,简化了电路设计,降低了系统成本。最后,通过仿真和实验验证了该策略的可行性与有效性。

新型混合九电平逆变器及其控制策略研究

提出了一种新型混合九电平逆变器拓扑。分析了所提出拓扑的工作原理和调制策略,并研究了基于冗余开关状态选择的悬浮电容电压和中性点电压综合平衡控制策略;最后,通过仿真和实验验证了该拓扑的优越性和电容电压控制策略的有效性。

基于MPC的七电平永磁同步电机控制器研究

提出一种新型的混合级联七电平逆变器拓扑,其一相桥臂由一个四电平桥臂和一个两电平H桥构成,分析了主电路的结构和工作原理并将该逆变器电路应用于永磁同步电机(PMSM)。采用模型预测控制(MPC)策略对七电平PMSM驱动系统进行控制,实现电机电流的控制与电容电压的平衡。最后通过仿真和实验验证了MPC策略下的七电平PMSM驱动系统的可行性与有效性。

三电平ANPC并网逆变器损耗分布平衡的研究

采用三电平拓扑的光伏并网逆变器能有效提高系统的容量、输出电能质量和效率。本文以三相三电平有源中点钳位型光伏并网逆变器为研究对象,采用特定谐波消除脉宽调制方法,分析了在不同输出状态之间进行切换时器件损耗分布情况,研究了3种冗余零状态换流模式,通过合理选择不同的冗余零状态使电流通过不同的路径,提出了每相桥臂轮流采用这3种换流模式的控制策略,从而有效地实现了器件损耗平衡分布。最后搭建三电平有源中点钳位光伏并网逆变器实验平台对提出的控制策略进行了验证,实验结果表明了提出的控制策略能有效地实现器件的损耗分布平衡。

三电平ANPC变换器中点电压平衡的MPC

针对三电平有源中点箝位型(ANPC)变换器的中点电压平衡问题,提出了一种三电平ANPC变换器中点电压平衡的模型预测控制(MPC)策略。根据变换器拓扑的数学模型,建立了三电平ANPC变换器的虚拟磁链模型;通过对变换器三相负载电流进行采样,计算出中点电压的偏移量;在确保磁链误差在一定范围的前提下,有效减少了中点电压的偏移量,实现了对中点电压平衡的控制。分别搭建了三电平ANPC变换器的仿真模型和实验平台,仿真与实验结果表明所提控制策略易于数字实现且能较好地控制中点电压平衡。

基于XGBoost的电动汽车用异步电机全工况及高精度的电流预测方法研究

在工程中,使用李斯特(anstaltfur verbrennungskraftmaschinen list,AVL)测功机标定转矩-转速点对应电流值的精度往往过低。使用电驱系统查电流表时,表的精度也对控制结果产生影响。该文研究一种基于机器学习算法的电动汽车用异步电机全工况、高精度电流预测方法,以解决AVL标定电流表精度低的问题。首先,建立异步电机最大转矩的数学模型,分析励磁电流isd及转矩电流isq精度对电磁转矩输出的影响;然后,通过ANSYS模拟实验数据点的精度,提取电流、电压、磁链等数据,使用极端梯度增强算法(eX treme gradient boosting,XGBoost)分析变量重要性,优化模型结构,合理选择模型输入、输出;最后,搭建AVL实验平台,采集实验数据,使用XGBoost算法建模并预测电流,提高电流表精度后,代入系统验证,通过仿真和实验证明该方法的有效性。

基于长短期记忆网络数字孪生体的短期光伏发电预测

光伏发电功率的预测对电网稳定以及安全地运行有重要意义,提出一种基于长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)数字孪生体的预测模型,通过数字孪生体模型实现光伏发电功率的精准预测。数字孪生体分为物理空间与数据空间,首先根据物理空间得到的气象孪生数据由LSTM算法获取初步的预测功率,同时更新历史气象数据库。然后在气象数据库中找到相似日,对比相似日的预测功率和实际功率,对初步的预测功率进行误差修正,得到最终光伏功率预测值。文中所提的数字孪生体实现了物理实体与数据驱动的连接,同时物理实体可进行自我学习和更新,因此相较于传统的光伏预测结果更为精确,通过仿真算例进一步证实数字孪生体预测的准确性。

一种新型混合式单相多电平逆变器的研究

为了提高多电平输出电压的电平数以获得更高质量的输出电压,这里提出了一种新型单相十三电平逆变器拓扑。在分析所提拓扑工作原理的基础上,对悬浮电容电压的平衡控制策略进行了研究。为了解决直流母线电容电压平衡的问题,在直流侧添加了基于滞环比较控制策略的均衡控制电路。最后,通过仿真和实验验证了该拓扑的可行性以及控制策略的有效性。

考虑温度影响的电涡流缓速器制动力矩分析

本文考虑材料温度对气隙、电阻率的影响,利用涡流折算分析不同温度下电涡流缓速器气隙合成磁场,通过求解电涡流制动功率,推导出制动力矩公式。在不同工况下,计算出电涡流缓速器的制动力矩大小,并与台架试验和仿真结果进行了对比,结果表明该方法的有效性。

三电平NPC逆变器输出电流纹波的抑制研究

为了满足高性能和高效率的要求,在三电平中点箝位型(NPC)逆变器空间矢量调制(SVM)策略的基础上,将两个冗余开关状态的时间分配视作约束条,通过建立电流纹波的数学模型,评估了约束条件对输出电流质量的影响。此外,根据输出电流纹波最小均方根值的原理,确定了开关状态的最优分配时间和开关序列的最优分布,减小了电流纹波的幅值,实现了输出电流波形的优化。仿真和实验结果表明,对于该算法,输出电流的总谐波畸变率(THD)低于传统策略。