永磁同步电机的模型预测控制研究

模型预测具有动态响应快速和电流跟踪精确等优点,广泛应用于功率变流器领域。采用模型预测电流控制策略,主要研究永磁同步电机的控制,解决传统PI控制器动态响应慢、有超调等问题。整个实验平台以TMS320F28335为控制器,设计了永磁同步电机控制实验,分析了电动机电流环的稳态和动态响应以及转速的动态跟踪性能。实验验证了模型预测在永磁同步电机控制中的优越性能。     

重复控制在伺服系统中应用研究

伺服系统中位置环一般采用PID控制,在跟踪三角波或正弦波等周期性给定的场合时,采用PID控制动态响应特性受到制约,为了改善PID型位置控制的动态响应性能,引入改进型重复控制器。实验结果表明:该控制方法获得良好的动态响应和控制精度,并且方法实现简单,参数选取简便易行,易于工程应用,具有实际应用价值。     

基于滑模锁相环永磁同步电机无传感器控制动态性能改进

高频信号注入法解决了永磁电机无速度传感控制在零速和低速运行时的许多难题,但是动态性能较慢也是一大不足。针对高频注入永磁同步电机(PMSM)无速度传感器控制动态响应问题,提出了一种基于变结构滑模控制改进的锁相环(PLL)结构。该结构在传统的PLL基础上,通过对高频信号调解后的PLL输入信号进行滑模控制从而提升PLL的动态性能。该方法比传统的PLL结构增强了系统的动态响应能力,且不需要电机参数,由于变结构滑模函数的引入,也增强了系统的鲁棒性能。仿真和试验结果证明,该方法缩短了电机动态响应时间,减小了动态响应过冲,证明了改进算法的可行性与有效性。     

基于MPC的永磁同步直线电机位置控制

文章提出了一种基于连续集模型预测控制的永磁同步直线电机位置控制的方法,以提高永磁同步直线电机位置控制的动态响应性能和稳态精度。传统的级联型三闭环位置控制系统使用PI控制器,虽具有应用简单、适用性强的优点,但是动态响应和稳态精度却受到制约。本文详细阐述了MPC的控制原理和设计方法,在Matlab/Simulink下搭建了相应模型进行仿真验证。仿真表明,模型预测控制具有良好的动态性能和稳态精度。     

滑模变结构控制在伺服系统中的应用研究

伺服系统中位置环一般采PID控制,但PID型位置控制动态响应动态特性受到制约,参数整定必须在超调量及响应时间等指标之间折中选择,为了改进PID型位置控制的动态响应性能,采用改进滑模变结构控制。实验结果表明该控制方法获得良好的动态响应和控制精度,并且方法实现简单,参数选取简便易行,易于工程应用,具有实际应用价值。     

一种改进的PWM整流器间接电流控制方案仿真

对PWM整流器的模型分析表明 ,常规间接电流控制 (亦称幅相控制 )方式在本质上是静态解耦控制 ,过渡过程中超调电流过大 ,直流电流偏移 ,及动态响应慢是其内在缺点。本文提出了一种动态解耦的串联补偿控制方案 ,适当配置补偿器的极点可达到任意期望速度且无过冲的电流响应。仿真表明 ,新型控制方案无需检测交流输出电流 ,又能达到采用电流反馈的直接电流控制方式所具有的动态性能。     

应用神经网络和重复控制的逆变器综合控制策略

针对脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变电源控制系统,提出一种基于(diagonal recurrent neural network,DRNN)在线自整定PID控制和改进重复控制相结合的新型综合控制策略,给出PID参数在线自整定的控制算法和改进重复控制器的设计参数。利用改进重复控制改善系统的稳态性能,利用对角递归神经网络在线自整定PID控制提高系统的动态性能,既能克服常规控制逆变器波形跟踪性能差的不足,又能极大改善重复控制逆变器动态响应滞后的问题。实验结果表明,该综合控制策略能实现逆变器的快速动态响应和高精度稳态输出波形。     

双馈风力发电机组转子侧变换器滞环矢量控制技术的研究

变速恒频双馈风力发电系统的交流励磁控制是通过转子侧PWM变换器来实现的,因此对转子侧PWM变换器控制策略的研究与整个风力发电系统的运行和控制紧密相连。常规的控制方法十分复杂,且动态响应性能一般。本文采用定子磁链定向矢量技术,引入滞环电流控制,建立了新的转子励磁控制策略,简化了控制过程,提高了动态响应性能。利用PSCAD/EMTDC平台,仿真研究并验证了该控制方案的正确性和有效性。     

双有源桥变换器动态响应影响因素及改善对策

动态响应性能是双有源桥(DAB)变换器能否胜任实际应用场景的关键.为了深入理解当前DAB变换器的动态控制策略,首先分析了直流偏移、死区效应和非线性特性等影响DAB变换器动态响应的因素;然后以抑制直流偏移和改善输入电压及负载突变动态响应为目标,对瞬态移相调制、预测电感电流控制、线性电压控制、负载电流前馈、基于功率的控制和模型预测控制算法等方面进行了研究;最后分析了其优点与不足.模型预测控制和直接功率控制等算法可以有效提高DAB变换器的动态性能.针对现有动态控制策略的局限,未来可向算法集成、多目标控制和提高算法效率等方向发展.     

一种伺服电动机混合速度控制器的设计

设计了一个由滑模控制器和神经模糊控制器组成的伺服电动机混合速度控制器.为了得到一个既能削弱抖振现象又能得到快速、光滑动态响应的伺服电动机速度控制系统,应用误差带方法,系统用滑模控制在瞬态阶段得到快速动态响应,用神经模糊控制在稳态阶段得到光滑动态响应.分别用滑模控制和混合控制对系统进行了仿真和实验,验证所设计控制器的性能,并对结果进行了详细对比.     

双馈风力发电系统的比例谐振直接电压控制

提出双馈异步发电机的比例谐振直接电压控制策略,实现双馈风力发电系统的电网同步控制。通过分析双馈异步发电机的数学模型,建立了转子旋转坐标系中转子电压对定子电压的直接控制关系。在转子旋转坐标系中采用比例谐振控制器控制定子电压,以实现对交流电网电压的无静差跟踪。与传统双馈异步发电机的电网同步控制策略相比,提出的控制策略减少了坐标旋转变换的次数,消除了转子电流的测量和控制环节,避免采用受发电机参数影响的前馈补偿控制,从而简化了控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,提出的控制策略可有效地实现双馈异步发电机的电网同步控制。     

随机激励条件下转子系统的主动振动控制

针对随机激励下线性转子系统的振动主动控制,给出了随机激励下受控柔性转子系统的状态空间模型,基于线性二次型高斯控制理论,提出了转子系统在白噪声和有色噪声激励下振动的最优控制策略。以一个柔性转子轴承系统为例,用数值方法研究了El.Centro地震激励作用下随机最优策略对转子-轴承系统的振动主动控制,并讨论了性能指标中不同权函数对控制效果的影响。结果表明:文中所提出的随机最优控制策略能有效地抑制转子系统的振动,控制效果随着与转子系统位移和速度相关的权矩阵的增大而变好,随着与控制相关的权矩阵的增大而变差。这对于旋转机械系统随机最优控制中权矩阵的选择具有一定的参考价值。     

提高双馈风电机组LVRT能力的改进直接功率控制

双馈风力发电系统采用传统直接功率控制时,在发生低电压穿越(LVRT)后转子电流振荡较大,易引起Crowbar再动作。建立传统直接功率控制下双馈风力发电系统的模型,对矢量控制和直接功率控制抑制LVRT的效果进行分析,在此基础上提出一种改进型直接功率控制方法。引入谐振调节器消除定子磁链动态分量对转子磁链的作用,抑制Crowbar切除后转子电流的动态分量,从而改善双馈风电机组LVRT特性。仿真比较验证了所提控制方法应用于双馈风力发电系统的可行性,该控制方法比矢量控制使系统更快恢复稳定,且比传统直接功率控制对转子电流振荡抑制效果更明显。     

无轴承薄片电机转子磁场定向控制系统实现

无轴承电机是具有磁轴承优点的一种新型电机,其中无轴承薄片电机是无轴承电机中简单且实用的-种,具有重要的研究和应用价值.采用转子磁场定向控制策略,设计了无轴承薄片电机数字控制系统,研制了以TMS320LF2407为核心的控制系统硬件和软件.实验结果表明,研制的数字控制系统参数调整方便,性能参数满足无轴承薄片电机的控制要求.     

基于DSP的异步电机无速度传感器矢量控制系统研究

根据异步电机矢量控制的基本原理,构建了一个无速度传感器矢量控制系统,给出了系统软件实现流程图以及转速估计的源程序。该系统采用转子磁链观测器,并通过自适应算法实现对转子速度的估计。并且在MATLAB/Simulink下构建了系统的仿真模型,仿真结果表明该系统采用的控制方法正确可行,控制系统具有良好的性能。     

基于变结构控制的双馈异步发电机励磁控制策略研究

根据双馈异步发电机的运行特点,采用定子磁链定向的矢量控制技术,结合滑模变结构控制技术,提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab软件建立了双馈异步发电机的仿真模型,对有功无功功率的解耦进行了仿真研究,仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈发电机有功功率、无功功率的独立解耦控制。     

感应电动机系统的变结构反推控制研究

感应电动机系统的矢量控制为了进行电流(或电压)的3/2(或2/3)坐标变换需要进行转子转差或磁链角的计算，转子转差的计算容易受转子电阻变化的影响，而磁链角的直接计算容易受定子电阻变化的影响，因此避免转子转差或磁链角的计算对于感应电动机系统的控制是非常有意义的。文中把变结构反推控制运用于感应电动机系统的转矩和磁链控制，设计方法避开了转子转差或转子磁链角的计算，通过一定的坐标变换，基于定子侧的静止坐标系实现转矩和磁链的解耦控制。变结构反推控制设计能够实现快速的速度、转矩和磁链的渐近跟踪，同时系统控制器能够保证系统性能在电动机参数和外部负载变化时具有强的鲁棒性，通过Matlab仿真验证了系统设计的有效性和可行性。     

几种双馈电机交流励磁控制策略的对比分析

双馈电机变速恒频发电系统是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位及相序来实现变速恒频控制的。目前,研究最多的控制方式是转子励磁电流矢量控制。比较了三种常用的双馈发电机励磁控制策略:矢量控制、直接转矩控制和直接功率控制,分别对其控制原理和优缺点进行了详细分析,为双馈发电机励磁控制系统的设计奠定了理论基础。     

双馈异步发电机滞环矢量控制策略的研究

根据双馈异步发电机组的运行特点,采用定子磁链定向的矢量控制技术,结合滞环电流控制技术,提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab软件建立了双馈异步发电机的仿真模型,对有功无功功率的解耦进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈发电机有功功率、无功功率的独立解耦控制。