基于自抗扰控制PMSM电压空间矢量调制直接转矩控制方法

针对PID调节器的不足及传统直接转矩控制转矩和磁链脉动大、开关频率不恒定等问题,提出基于自抗扰控制器(ADRC)永磁同步电机电压空间矢量调制(SVM)直接转矩控制方法.以给定转速和实际转速作为输入信号,给定电磁转矩作为输出信号,设计了ADRC速度调节器,提高系统的抗干扰能力.在此基础上,详细分析了SVM的实现方式,实现...     

一种永磁同步电机直接转矩控制无传感器运行优化方法

为了改进自抗扰控制器(active-disturbance rejection control,ADRC)性能,同时解决永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)中存在的磁链和转矩脉动大以及机械速度传感器的使用降低系统可靠性等问题,提出一种PMSM DTC无传感器运行优化方法。设计了ADRC速度调节器,阐述了将最小二乘支持向量机(LSSVM)最优回归模型有效嵌入ADRC调节器的实现方法,对ADRC进行优化,以提高ADRC观测精度及系统动态响应速度,改善系统的抗干扰能力;同时,在两相静止坐标系下提出基于扩张状态观测器同时对定子磁链和转速进行估计的方法,以降低磁链和转矩脉动,同时实现无传感器运行。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于无源性与自抗扰控制的双馈风力发电系统研究

从能量角度出发,提出一种基于无源性控制(PBC)与自抗扰控制(ADRC)相结合的双馈感应发电机(DFIG)高性能非线性控制方法。建立了DFIG的PBC模型,并证明了其无源性,设计了电流内环PBC控制器,推导出转子电压控制量。基于ADRC原理,以由风机最大风能捕获确定的DFIG给定转速及实际转速作为输入信号,以电磁转矩给定值作为输出信号,设计了ADRC转速外环调节器。该方法在有效实现DFIG最大风能捕获同时,保证了DFIG转速、定子电流及转子电流的准确快速跟踪,实现了有功功率、无功功率独立运行;ADRC调节器能够根据系统实际情况为给定转速合理地安排过渡过程,转速、定子电流与转子电流超调量得到了显著降低,此外能够实时估计出系统所受扰动并及时进行补偿,提高了系统鲁棒性。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于新型ADRC控制器和MC变换器的电机DTC控制系统研究

针对传统PID控制器参数鲁棒性和抗干扰性均较差的问题,提出了一种基于简化参数的自抗扰控制器(ADRC)的感应电机(IM)直接转矩控制(DTC)方法,它以给定转速和实际转速作为输入信号,并以给定电磁转矩作为输出信号,从而设计了基于简化参数的ADRC速度控制器。另外,由于传统DTC系统中采用常规的矩阵变换器(MC),其电压传输比较低,难以满足电机对电压的要求,直接影响了电机的输出特性,依据三相boost斩波器和MC的优势,提出一种新型MC直接转矩控制(DTC)方法,并对其进行建模分析,从理论上证明了该拓扑结构的合理性。仿真结果表明了提出的电机DTC控制系统的转速和转矩响应快速,转矩脉动大大减小,系统具有良好的动、静态性能。     

自抗扰技术在异步电机DTC系统中的应用

异步电机调速系统中,传统PI调节器不能满足大范围高精度调速的要求.自抗扰控制器(ADRC)具有对控制对象参数变化不敏感的特性,现采用ADRC作为调节器构成了新型闭环调速系统.仿真结果表明:对于异步电机直接转矩控制系统,基于ADRC的速度调节器对电机不同转速的运行具有较强的适应性,动态性能指标明显优于传统PID控制.     

一种新型速度调节器在直接转矩控制系统中应用

为了进一步优化直接转矩控制系统的性能,采用了新型的控制器—IP速度调节器。根据直接转矩控制理论,在MATLAB/Simulink下构造了一个异步电机直接转矩控制系统的仿真模型。在对给定转速的跟踪性能、调速系统的抗干扰性能上,与常规的PI速度调节器进行了对比。仿真结果表明：IP速度调节器可以极大地提高该系统的响应速度和稳定性,与PI速度调节相比,具有相对优良的性能。     

异步电机直接转矩控制系统中的模型观测与补偿技术

异步电机不同转速运行时模型参数会发生较大变化,传统PI调节器不能满足大范围高精度调速的要求;现采用扩展状态观测器(ESO)对控制对象参数变化进行估计,并经过非线性组合的方法对模型进行补偿。仿真结果表明:对于异步电机直接转矩控制系统,基于ESO的自抗扰控制器(ADRC)对控制对象模型参数的变化敏感性下降,经过整定的ADRC调节器对不同转速运行的电机具有大范围适用性。     

基于CKMTOA-KELM优化ADRC的永磁同步电机直接转矩控制

针对传统自抗扰控制器(ADRC)中扩张状态观测器(ESO)的观测扰动项较大,提出一种基于改进核函数极限学习机(KELM)优化自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制方法。采用混沌分子动理论优化算法(CKMTOA)优化KELM模型的核参数和惩罚系数,得到CKMTOA-KELM最优回归模型;CKMTOA通过引入混沌搜索防止算法陷入局部最优,采用自适应惯性权重因子提高算法的收敛速度。最后,将该模型嵌入ADRC中对其进行优化及分析,以提高系统动态响应速度和抗干扰能力,增强系统鲁棒性。仿真实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

基于自抗扰控制器的PMSM无传感器控制

无传感器控制技术能够降低永磁同步电机(PMSM)控制系统的成本,同时提高可靠性。结合自抗扰控制器(ADRC),将负载转矩和摩擦转矩作为总扰动,设计一阶ADRC作为转速控制器;将电阻压降和反电动势作为总扰动,设计一阶ADRC作为电流控制器。利用电流环d轴ADRC中扩张状态观测量,结合锁相环(PLL)构造闭环控制估计转速和转角,实现无传感器控制。仿真和实验结果表明,系统能准确估计转速和转角,抗速度和负载扰动能力强,稳态和动态性能良好,对电机参数不敏感,鲁棒性强。     

基于自抗扰控制器的永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统

利用自抗扰控制器(ADRC)理论,提出一种新颖的永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器矢量控制系统。控制系统的速度环采用ADRC速度调节器,将负载看作速度环的扰动量,由ADRC观测出并加以补偿,实现了"大误差,小增益;小误差,大增益"的非线性控制,提高了系统的动静态性能和抗扰动能力;采用ADRC速度观测器,将转速和d轴电流对转矩电流环的耦合作用看作转矩电流环的扰动量,由ADRC将其观测出来,从而估计出电机实际转速。仿真和实验表明在0~1500r/min的调速范围内,转速估计准确,系统对负载的变化具有很强的鲁棒性,系统具有良好的动静态性能。     

采用计算智能和滑模控制相融合的轮式驱动电动车牵引控制系统

设计了基于滑模变结构和计算智能融合控制的轮式驱动电动车牵引控制系统。该方案由基于计算智能的控制器迭代形成控制信号,采用滑模控制来训练控制器的参数调整率。研究结果表明,控制器不仅保证了被控系统的运动状态能跟踪理想的运动轨迹,消除了常规滑模控制中存在的颤振现象,而且加强了控制器对系统不确定参数的适应性,从根本上提高了牵引控制系统的鲁棒性。     

模型预测控制方法在主动配电网协调控制中的应用

基于主动配电网分层协调控制的特点与储能系统的控制特性,提出应用于主动配电网自治区域的协调控制的模型预测控制方法,并利用动态矩阵控制算法在Matlab 中对主动配电网储能的协调控制进行了场景仿真。仿真结果表明,应用预测控制方法的区域控制器比传统的 PI 控制器有更好的性能。     

互联电网CPS标准下的自动发电控制策略

阐述了互联电网控制性能评价标准(CPS)下的自动发电控制(AGC)策略。提出了CPS调节功率分量这一新概念,并将其与比例分量和积分分量相结合,构成区域总调节功率。进一步根据区域控制偏差(ACE)和频率偏差的大小与方向,对区域总调节功率予以修正,以进一步提高CPS指标。最后提出了根据区域总调节功率而不是ACE来划分AGC控制区域的方法。这些控制策略有利于提高电网频率控制质量,体现了紧急情况下互联电网各AGC控制区之间的相互支援,在多个大电网的实际应用中取得了良好的效果。     

含规模化风电场/群的互联电网负荷频率广域分散预测控制

由于风电输出功率具有较强的随机性,规模化风电场/群的并网对互联电网负荷频率控制提出了更高的要求。在分析单一风电机组及规模化风电场有功输出特点的基础上,建立计及风电场/群有功输出的互联电网负荷频率控制模型。以广域相量测量系统为技术平台,建立基于模型预测控制的含规模化风电场/群互联电网的负荷频率分散预测控制模型。以典型双区域负荷频率控制模型为例,考虑不同风电渗透率情况。仿真研究结果表明,所提基于模型预测控制的负荷频率分散控制模型不但能够有效地跟踪风电输出功率的随机波动,维持系统频率及区域间交换功率在较小的范围内变化,并且控制效果明显优于常规PI型负荷频率控制器。     

多时间尺度协调的区域控制偏差超前控制方法

根据机组响应控制指令时间长短不同,提出一种多时间尺度协调的区域控制偏差(area control error,ACE)超前控制方法。首先分析了现有ACE超前控制方法的不足,给出目标时刻控制区理想总发电的预测模型;然后分析了计划机组计划与执行的关系,提出计划机组出力偏差的预估方法;进而综合考虑总发电、计划机组发电和自动发电控制(auto generation control,AGC)机组的希望运行点,计算出目标时刻协调AGC机组的希望总出力;最后,通过一个优化模型把协调AGC机组的希望总出力分配到各协调AGC机组上。文章所提方法已在四川电网投入现场试运行,结果证明了该方法的可行性。     

热轧带钢轧机自动宽度控制(AWC)系统设计与实现

全面、系统地对带钢热连轧生产工艺过程中,带钢宽度控制的起因以及影响最终产品宽度的要素进行了介绍,并对当前流行的自动宽度控制系统的设计进行了总结,给出了控制系统原理图,可实现的程序框图及控制策略。应用结果表明,该方法能有效地控制产品宽度。     

基于滑模控制的TPESFTI驱动DFIG系统FCS-MPC

针对双馈异步风力发电机(DFIG)系统中机侧PNC型三电平逆变器的某桥臂发生故障时,提出了一种三相八开关容错逆变器(TPESFTI)控制策略,并给出了其拓扑结构和输出电压模型;考虑TPESFTI中母线电压分压不均衡等问题,研究分析直流侧电容电压不平衡的原因,给出了其相应的不平衡电压动态模型,并利用有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)中目标函数的非线性约束项来抑制母线电容分压不均衡对系统的不利影响;同时为了提高FCS-MPC策略的性能,提出了基于滑模控制的FCS-MPC策略。仿真结果表明,该方法不仅能够确保DFIG系统稳定运行,并且能对母线电容电压不平衡进行有效抑制,同时具有良好的动态性能和较强的抗负载能力,进一步验证该控制策略的可靠性和有效性。     

基于卷积神经网络和直接转矩控制的永磁同步电机模型预测转矩控制策略

模型预测转矩控制(MPTC)需要遍历所有备选电压矢量进行预测计算,从中选择最优电压矢量,控制性能良好,但算法计算量大和实时性差。采集MPTC的运行数据离线训练卷积神经网络(CNN),将训练好的CNN代替MPTC进行电压矢量选择。为了解决CNN失控问题,提出了基于CNN控制和直接转矩控制(DTC)的MPTC策略。仿真结果表明,该控制策略可有效解决CNN控制的失控问题,控制效果与MPTC基本相当,转矩和磁链脉动明显低于DTC。     

有源电力滤波器的新型拓扑结构和控制策略

着重介绍了用来抑制谐波和补偿无功功率的几种有源电力滤波器(APF)如并联型、串联型、串-并混合 型、无源有源混合型的拓扑结构。由无源滤波器(PF)与APF组合而成的混合型APF是目前较好的拓扑结构。对 比分析了可影响APF性能的几种适于APF的控制策略如基于空间向量的滞环电流控制、单周控制、无差拍控制 等,这些控制策略随着DSP技术的快速发展可方便地实现数字化,十分适合APF的控制。低损耗、低价格及大功 率、高频率的APF是未来的发展方向。     

基于单周期控制的三相VIENNA整流器中点电压平衡控制策略

三相VIENNA整流器作为三电平Boost型中点箝位NPC(neutral point clamped)结构变换器,其具有所需开关器件少、功率因数高、开关管电压应力小和控制环节简单等特点,具有较高的研究价值。而中点电位波动是NPC结构变换器固有的问题,以单周期控制的三相VIENNA整流器作为研究对象。对其直流母线电压利用率较低和中点电压交流波动的问题进行建模分析,提出了在单周期控制基础上加入中点电压平衡控制环,不仅可以基本消除中点电压波动,而且可以提高直流母线电压利用率。最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性。