基于多环调压控制的混合励磁航空变频交流发电系统

变频交流发电系统在航空电源上越来越受到重视。发电机转速的变化带来了发电机参数的变化,对发电机调节技术带来了挑战,现有的适合恒频发电系统的调压技术不能满足变频发电系统的需要。本文将发电机电压、励磁电流、发电机频率和负载电流四个量作为反馈量,构成多环反馈,用于新型的混合励磁无刷交流发电系统中,分析了混合励磁无刷交流发电机的特性。对发电系统进行了变频调压实验,实验结果表明,设计的发电机调压器减小了动态调节时间,适合于变频交流发电系统。     

航空无刷双馈变速恒频发电系统的建模与控制策略研究

传统飞机发电系统存在恒速传动装置结构复杂、变频器容量大、转换效率低等缺点.提出了飞机无刷双馈变速恒频发电系统.为实现发电机在转速变化的情况下得到恒压恒频交流电,论文通过对级联式无刷双馈发电机(CBDFG)的结构组成与工作原理的分析,建立了飞机发电系统数学模型.为进一步研究CBDFG的变速恒频控制策略,引入了磁链矢量定向控制(FOC)方法,选用定子同步速M-T坐标系搭建数学模型,最终得到基于定子磁链定向的CBDFG控制策略.运用MATLAB/Simulink仿真工具构建了系统的仿真模型,并进行了变速运行下的仿真,仿真结果与理论分析相一致,证明了该控制策略的可行性.     

飞机变频交流电力系统概述

尽管在A380和B787飞机问世以前已有不少飞机采用变频交流发电机构成的变频交流电源系统,但A380和B787飞机的变频交流电力系统才达到了成熟阶段。本文从发电、配电和用电等方面剖析了变频交流电力系统的构成和特点。变频交流电力系统是在变频交流发电系统、变频交流异步电动机和自耦变压整流器发展的基础上产生的,其它都继承了恒频交流电力系统,故发展的风险小成本低。     

新型ACEG变速恒频发电励磁模糊控制策略

交流励磁发电机(ACEG)能实现有功功率、无功功率和转速的解耦控制,实现变速恒频发电.交流励磁系统具有多变量、非线性、强耦合和参数不确定性的特点.传统的PID控制难以解决系统非线性问题,矢量控制方法能实现控制变量解耦却依赖具体数学模型.提出一种基于模糊神经网络的解耦控制方法.实验证明该方法能够实现交流励磁发电机变速恒频发电,且方法简单、灵活、方便、有效、鲁棒性强.     

基于模糊自适应反步法的永磁同步电动机控制器设计

针对永磁同步电动机在运行阶段存在的外部扰动和不确定性等问题,提出了一种基于自适应反步控制方法。在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,基于自适应反步控制方法设计了一种带微分的自适应反步控制策略,并利用李雅普诺夫函数证明了系统的收敛性。为了进一步提高自适应反步控制的动态性能,结合模糊控制理论设计了模糊自适应反步相结合的控制器。仿真实验结果表明,模糊自适应反步控制方法能够有效提高永磁同步电动机的速度响应和鲁棒性,证明了该算法的有效性。     

基于指令滤波的电液伺服系统自适应反步控制

针对电液伺服位置系统存在参数不确定性、外部扰动和输入饱和的问题,提出一种基于指令滤波的自适应反步控制方法。该方法通过引入辅助系统,解决了输入饱和的问题;在自适应反步控制器设计过程中,利用指令滤波器避免了传统反步控制的计算膨胀问题;采用模糊自适应方法来处理系统中的未知非线性部分。理论分析结果表明,所设计的控制器能够保证闭环系统有界稳定,跟踪误差满足H_∞性能。最后对某650 mm轧机电液伺服位置系统进行仿真研究,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于全模糊控制器的交流励磁发电机励磁控制系统研究

交流励磁发电机具有超越传统同步发电机和异步发电机的优良特性，在风力发电、抽水蓄能等变速恒频发电领域有着广泛研究和应用。该文利用模糊控制技术自适应能力强、鲁棒性好等优点提出了一种不依赖于交流励磁发电机精确数学模型的励磁控制方案，建立并详细分析了交流励磁发电机的全模糊解耦励磁控制模型。设计了全模糊励磁控制器并建立了双PWM变换器励磁的交流励磁发电机实验系统。实验结果展现了该文所提的智能模糊励磁控制策略具有优良的动静态控制性能，在提高交流励磁发电系统的参数自适应能力和鲁棒性等方面具有重要的实用意义。     

基于模糊控制的双馈风力发电空载并网技术研究

对于采用双馈电机的变速恒频风力发电系统,多应用矢量变换方法和PI控制器进行控制,此控制方法依赖于电机参数。将模糊控制技术引入双馈风力发电控制系统。以提高系统的抗发电机参数扰动性。采用Matlab/Simulink建立了各单元模型并进行仿真。仿真结果表明:所设计模糊控制器在空载并网控制中具有很强的鲁棒性和适用性。     

数字式调压器的模糊PID控制器设计

针对飞机变频交流数字式调压系统非线性的特点,将模糊控制与PID控制相结合设计了调压器的控制算法并构造了多闭环反馈控制策略。介绍了模糊PID控制器的设计方法及建模过程,在Simulink中搭建了模糊PID控制的仿真模型,对该控制器在不同工况下的调压性能进行了仿真并与传统PID控制仿真结果对比分析,结果表明模糊PID控制下的调压器动稳态性能均优于传统PID控制。最后,基于双DSP硬件平台进行试验验证,并与某型飞机典型用电负载交联,试验结果证明了所设计控制器的正确性及有效性。     

带恒功率负载的Boost变换器模糊自适应反步滑模控制

恒功率负载的负阻抗特性易导致DC/DC变换器系统输出电压不稳定。该文针对带恒功率负载的Boost变换器,提出一种模糊自适应反步滑模控制策略。首先应用精确反馈线性化将模型转化为布鲁诺夫斯基标准形式。然后在保证大信号稳定的前提下,将模糊自适应控制方法加入到反步滑模控制器的设计中,根据模糊自适应控制系统实时更新系统增益,利用李雅普诺夫理论证明整个闭环系统的稳定性。最后,仿真和实验结果表明,与传统的双闭环PI控制方法相比,该控制策略具有更好的动态调节性能和更强的鲁棒性。     

基于反推控制的聚合温控负荷与发电机励磁协调控制

利用具有储能特性的温控负荷与发电机励磁进行协调控制，可实现电力系统的功角、频率和电压的多指标调控。首先，采用双线性聚合温控负荷模型和发电机励磁模型，推导建立了二者联合的系统数学模型。然后，基于反推控制原理，提出了聚合温控负荷与发电机励磁的协调控制策略，并从理论上证明了控制器的稳定性。针对控制器设计中的微分“计算爆炸”问题，利用双曲正切的非线性微分跟踪器设计了励磁电压参考量的微分估计算法，降低了参考量微分计算的工作量。最后，通过算例对控制算法进行了仿真验证。结果表明，在协调控制器的作用下，系统功角、频率和电压等多个被控量均可快速地追踪上各自的参考值。对比传统电力系统稳定器励磁控制，温控负荷参与调控能有效改善系统各状态量的动态响应，提高系统稳定性。     

基于内模原理的双馈发电机功率解耦控制

双馈发电机有功、无功功率解耦控制是变速恒频风力发电系统的关键技术。在分析双馈发电机有功、无功功率解耦控制规律的基础上,对双馈发电机的交叉耦合电势采用内模控制解耦方案,使系统具有良好的输出动态性能。为了在设计的内模控制器中实现磁链和参数估计,采用一种基于模型参考方法的自适应定子磁链观测器,应用Lyapunov原理证明了电流估计误差的收敛性,使其估计值准确地跟踪其实际值。仿真结果表明,该方法实现了发电机有功功率和无功功率的充分解耦,提高了控制系统的准确性和鲁棒性。     

基于模糊PID控制的交流励磁调节系统的MATLAB建模与仿真

交流励磁发电机能够实现变速恒频恒压发电,具有良好的速度适应能力。将该发电机应用到军用车辆上,便可以使装备在车辆行驶过程中获得稳定的电能。由于传统的PID控制在分析非线性系统时存在的局限性,在发动机转速变化时调节的快速性、稳定性上很难满足装备要求,对此,本文提出了一套采用模糊PID控制算法对SPWM波的占空比进行实时控制的方法,以提高调节的快速性和稳定性。利用Matlab／Simulink对交流励磁发电系统进行建模,并对系统进行了负载变化、转速变化实验。结果证明,采用模糊PID控制算法的交流励磁系统在运行工况改变情况下可以得到稳定的输出电压波形曲线,达到了预期效果。     

发电机的浸入与不变自适应反步鲁棒励磁控制器

针对含有不确定参数的发电机励磁控制系统,设计了一种新型的自适应反步鲁棒励磁控制器。在设计过程中,基于反步法逐步进行控制器的设计,并引入非线性阻尼算法来减小反步法的"计算膨胀"问题,有效地增强了控制器的鲁棒性。接着介绍了应用浸入与不变自适应控制设计阻尼系数的自适应估计律。通过MATLAB软件进行仿真研究,验证了该算法的有效性和优越性。     

无刷双馈风力发电机组的模糊自适应控制

针对变桨距并网型风力发电机组的最大功率跟踪及改善电能质量问题,采用新型无刷双馈电机构成风力发电机组．基于DSP控制的电力电子装置来改变无刷双馈电机控制绕组电流的频率、幅值、相位,设计了模糊控制器,使得额定风速以下时,根据风速变化,控制电机转速获得最佳叶尖速比,实现最大功率跟踪和变速恒频;额定风速及以上时,控制风轮的桨距角及风力机转速,调节叶尖速比,实现风力发电机组的恒功率输出及频率恒定。仿真结果表明,比传统PID控制器能更有效地减少振荡,较快地达到稳态,提高了风能转换系统的效率和质量。     

基于模糊控制的自适应虚拟同步发电机控制策略

为了解决分布式能源与电力系统兼容的问题,采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术,将同步发电机的虚拟惯量和阻尼系数引入逆变器控制,以提高系统的频率响应特性和电网应对扰动能力。在此基础上,提出一种基于模糊算法的自适应VSG虚拟惯量和阻尼系数控制策略。根据同步发电机角频率变化率和角频率偏差的变化规律,重新设计模糊规则调节虚拟惯量和阻尼系数,以提高VSG的控制效果。仿真结果表明,该策略能够合理地抑制瞬态过程中VSG频率和功率的波动,维持电网的稳定运行。     

基于PLC的掘进机恒功率变频调速系统仿真分析

悬臂式掘进机在工作过程中负载随机变化且变化幅度较大,以PLC为控制核心,构建自适应模糊控制的掘进机恒功率变频调速系统,根据截割电机电流的偏差变化及变化率,采用模糊推理和自适应调节进行变频调速控制,实现掘进机截割电机的恒功率控制,采用MATLAB/Simulink软件进行仿真分析,结果表明,基于PLC自适应模糊控制的掘进机变频调速系统能够更好的进行掘进机的恒功率控制,提高了系统的稳定性.     

自适应逆推励磁控制器设计

发电机的阻尼系数通常难以准确测量,使得电力系统是一个典型的参数不确定非线性系统.通过对含励磁控制的单机无穷大电力系统的精确反馈线性化,利用逆推控制与自适应机制相结合设计了逆推自适应励磁控制器.其所含的自适应增益控制可以对未知参数进行实时的估计,该控制器能使参数不确定的电力系统保持在Lyapunov意义下的渐近稳定.仿真结果表明,该控制器能有效地稳定电力系统,维持机端电压.