DSTATCOM直流侧电压滑模控制研究

直流侧电容电压的稳定很大程度上决定了应用于配电网的静止同步补偿器(DSTATCOM)电流发生能力,针对传统对直流侧电压控制方法的不足,提出一种新型滑模变结构控制规律。对DSTATCOM指令电流运算和电流跟踪控制两个重要部分进行了详细说明,合理选用电气器件并设计了一台10 kVA的DSTATCOM样机,实验结果表明这里提出的一种具有饱和特性的滑模控制可有效减小采用一般滑模控制产生的电压抖振现象,并显著减少了DSTATCOM补偿后系统电流毛刺情况,验证了该控制规律的合理性与有效性。     

磁悬浮反作用飞轮电机滑模变结构控制

针对反作用飞轮大惯量、受多种干扰力矩综合作用的特点和采用传统控制方法很难满足其动态品质和扰动抑制能力要求的问题,对卫星高精度姿态控制系统中的磁悬浮反作用飞轮电机进行系统分析与建模,并依据变结构控制理论提出一种双滑模面变结构控制方法,控制器的设计满足以李导数形式表达的到达条件.仿真结果表明:与经典PID控制器相比双滑模面变结构控制器具有超调量、稳态误差小,响应速度快、扰动抑制能力强的优点;与单滑模面变结构控制器相比双滑模面变结构控制器有效的抑制了滑模抖振,减小了系统的超条量和稳态误差.双滑模面变结构控制提高了磁悬浮反作用飞轮电机的动态性能和控制系统的抗干扰能力,对于实现卫星高精度、高稳定度控制具有重要意义.     

矢量控制系统中的模糊滑模变结构速度控制

针对滑模变结构控制的抖振问题,提出一种用于感应电机矢量控制系统的新型滑模变结构速度控制方法。该方法采用了模糊控制,解决了滑模变结构控制中的抖振问题,而且模糊控制可以显著提高速度控制的稳态精度。仿真实验结果表明模糊滑模变结构速度控制器能够使系统获得较好的动态和静态性能,其设计方法简单,控制器易于实现。     

滑模变结构PI控制的PMSM伺服系统

采用滑模变结构理论对PMSM伺服系统速度环调节器进行设计。当系统进入滑动模态以后,具有对干扰和摄动的完全适应性,基本不受系统参数变化和外界干扰的影响,具有良好的鲁棒性。但抖动是变结构控制应用中存在的重大问题。而传统PI控制则具有良好的稳态精度。基于以上问题提出了滑模变结构加PI的非线性控制方法。在误差大时采用滑模变结构...     

感应电机混合滑模变结构控制方法

针对传统直接转矩控制所固有的稳态运行时转矩、磁链、电流脉动大的问题,提出了一种利用转矩误差与磁链误差、通过滑模变结构控制方法实现对转矩与磁链进行控制的直接转矩控制方案.分别以转矩误差与磁链误差作为状态变量设计了时变积分型滑模平面,保证了趋近过程的系统状态保持在滑模面附近,减小了趋近距离.而对于滑模变结构控制本身的抖振问题,采用了一种通过滞环比较器自适应地实现了滑模变结构控制与传统PI控制的平滑过渡的混合滑模变结构控制方法.实验结果验证了该控制方法的有效性和可行性.     

SRM积分滑模变结构与神经网络补偿控制

针对开关磁阻电机非线性动态特性不易控制的缺点,提出了一种积分型滑模变结构与神经网络补偿相结合的复合控制策略.应用一个具有积分型式的滑模切换面的变结构控制器,使用积分补偿技巧降低系统的振动与稳态误差.为减小滑模面的抖动,引入神经网络补偿控制环节.建立滑模变结构控制的数学模型,并给出神经网络补偿滑模面抖动的控制律表达式.利...     

基于广义积分迭代算法的有源滤波器三重变结构控制

针对有源滤波器滑模变结构控制的有差调节问题,提出了一种广义积分迭代控制算法来降低稳态误差,并将该控制算法的输出结果作为滑模变结构控制中的等效控制,形成三重变结构控制器。实验结果表明,该控制方法兼具较快的响应速度和较小的稳态误差。     

三相电压型PWM整流器滑模控制算法研究

三相电压型PWM整流器通常采用传统的线性双闭环控制器结构,由于PI控制的滞后性,双闭环PI控制难以保证系统在扰动下具有良好的动态性能。考虑三相电压型PWM整流器的非线性特征,利用滑模变结构对外部干扰和系统参数变化的强鲁棒性,设计了一种采用滑模变结构非线性控制算法。在Matlab/Simulink中搭建了PWM整流器控制系统仿真模型。滑模变结构控制算法与双闭环PI控制算法调节性能的对比表明,滑模变结构控制算法具有更好的动稳态性能。     

基于扩展扰动观测器的PMSM终端滑模控制

针对传统滑模变结构控制下永磁同步电机(PMSM)驱动系统收敛速度慢和抖振现象,提出一种基于扩展滑模扰动观测器(ESMDO)的转速环改进非奇异快速终端滑模(INFTSM)控制方法。首先,设计了提高滑模趋近速度的新型趋近律,提出了INFTSM控制方法。同时利用ESMDO估计系统未知扰动并对控制器加以补偿。实验结果表明,电机启动时能够快速到达指定转速且无超调,在突加负载时也能够快速响应,恢复时间短。与PI控制、传统滑模控制(SMC)以及非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制相比,该方法不仅削弱了抖振、提高了响应速度、减小了系统稳态误差,还具有稳态跟踪精度高的优点。     

不平衡电网电压下基于滑模变结构控制的双馈风电系统网侧变流器控制策略

在两相静止坐标系(αβ)下,提出了一种基于滑模变结构的双馈风电系统网侧变流器控制策略,该控制策略采用双环结构,内环为功率环,采用基于滑模变结构的直接功率控制方法,控制结构简单,动态性能良好;外环采用滑模变结构控制来稳定直流电压,动态响应快、鲁棒性强;通过分析不平衡电网电压下网侧变流器的数学模型,证明了本控制策略无需改变系统控制结构,仅需改变功率给定量即可实现网侧变换器不平衡电网电压下的各种控制目标。仿真和实验均表明基于滑模变结构的双环控制策略可在电网电压不平衡条件下实现双馈风电系统网侧变流器的有效控制,并可兼顾系统的稳态和动态性能指标。     

基于滑模变结构控制的水轮机调节系统

出了消除状态方程稳态误差的方法,在此基础上设计了水轮机调节系统的滑模变结构控制器.仿真试验表明,改进的三控制输入水轮机调节系统状态空间方程是一种有效的水轮机调节系统模型;滑模变结构控制器性能优于 PID 控制器,对水轮机调节系统的物理参数摄动、运行工况变化、各种幅度扰动具有更好的鲁棒性、适应性.     

基于LQR的静止同步补偿器滑模控制研究

在低压配电网中,通常使用静止同步补偿器(STATCOM)补偿无功功率,提出一种综合滑模控制、线性二次型调节器(LQR)方法和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的配电网STATCOM(DSTATCOM)新型控制策略,电压外环采用滑模控制来调节和稳定直流电压,同时改变系统动态性能,电流内环采用LQR方法进行设计。搭建了低压DSTATCOM实验平台,实验结果表明采用新型控制策略的DSTATCOM直流电压动态响应快,稳态误差小,系统鲁棒性好,能有效补偿电网无功功率,实现了单位功率因数,电网电流的总谐波畸变率(THD)低于5%。     

有源电力滤波器精确反馈线性化准滑模变结构控制

提出一种基于精确反馈线性化的有源电力滤波器(active power filter,APF)准滑模变结构复合控制策略,解决了传统有源电力滤波器滑模控制器设计结构复杂及抖振问题。根据三相有源电力滤波器在d-q坐标系下的仿射非线性模型,推导相应的坐标变换矩阵与状态反馈表达式,得到系统精确反馈线性化模型。针对此线性系统设计积分滑模函数,并证明等效控制的存在性与滑模控制的可达性。最终实现了准滑模变结构控制器设计,并给出参数选取范围。仿真与实验结果证明,该复合控制方法结合了精确反馈线性化控制与滑模控制的优点,具有较优的动态控制响应与稳态控制性能。     

一种新型的感应电机模糊滑模转矩控制器

提出了一种新的感应电机模糊滑模转矩控制方法.该方法采用联合滑模观测和滑模控制的思想进行鲁棒方案的设计,变结构滑模控制提高了感应电机驱动器的鲁棒性,而模糊逻辑降低了转矩、定子电流、转子磁链的纹波波动,提高了驱动系统的稳态性能.计算机仿真结果表明,该控制方案拥有非常良好的动态特性、高精度的转矩跟踪能力、较强的鲁棒性和很好的抗外部负载扰动的能力.     

基于MTPA的永磁同步电机滑模变结构直接转矩控制

为解决传统控制方法中磁链和转矩脉动较大、低速性能较差等问题,将滑模变结构理论应用到永磁同步电机直接转矩的最大转矩电流比控制中.设计转矩的组合滑模面和磁链的积分滑模面,进一步提高变磁通控制时转矩的响应速度和稳态性能,减小磁链的脉动;分析离散域下高氏趋近律的缺陷,设计一种带内负衰减控制的趋近律用于转矩控制,在保证系统鲁棒性的前提下减弱了抖振.仿真结果表明,该方法具有动态响应快、转矩脉动小、在恒转矩区和弱磁区对电机参数变化具有强鲁棒性.     

2种改进的滑模并网逆变器控制策略

为改善光伏并网逆变器控制系统的动态性能,根据并网逆变器数学模型,提出利用指数滑模变结构控制律和平方根滑模控制律,设计基于改进滑模变结构的单相电流环光伏并网逆变器控制系统.推导了滑模变结构控制在并网逆变器应用的滑模面存在性,并利用李亚普诺夫定理证明了系统稳定性.针对所选滑模控制律存在的非线性可能引起系统抖振的问题,采用单位控制连续化方法,使改进后的控制算法在切换面附近具有高增益特性,使系统具有抵抗干扰和参数摄动的能力.最后对2种控制方法进行了比较,证明改进的指数滑模变结构有更精准的跟随特性.     

基于离散滑模控制的DSTATCOM的研究

鉴于快速响应的配电网静止无功补偿器—DSTATCOM是改善配电网系统电能质量的有效方法 ,提出对DSTATCOM采用离散滑模控制 ,应用MATLAB对 10 / 0 .4kV配电网中的动态补偿进行仿真 ,并基于此研制出小容量DSTATCOM实验模型。仿真和实验证明 ,离散滑模控制策略简单易行 ,控制效果良好 ,在谐波畸变率大致相等的情况下 ,比其它控制策略更能极大地减小开关损耗。基于离散滑模控制的DSTATCOM可正确地补偿系统所需的无功功率 ,对改善电能质量可行有效。     

基于DSP和新型滑模控制的DSTATCOM研究

为提高配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator,DSTATCOM)控制系统的鲁棒性和动态性能,在对DSTATCOM非线性数学模型时域分析的基础上,得出滑模控制的一般规律。为削弱滑模控制的抖振现象,提出一种新型滑模控制方法。该方法将滑模面分解为两个滑模子面,根据滑模子面的偏离程度分别采用不同的滑模控制规律,既保证了电流跟踪的快速性又削弱了抖振现象。研制了一台基于DSP的DSTATCOM样机,给出硬件原理和软件设计流程。实验结果表明,该控制方法动态响应快、鲁棒性好、能较好地抑制电流的毛刺现象,证明了该方法的正确性和可行性。     

基于模糊滑模控制的三相PWM整流器仿真

普通的三相PWM整流滑模变结构控制由于滑动模态具有不变性,所以其对系统参数的扰动不敏感,因此到达滑模面后鲁棒性较高,但是其到达滑模面之前是不具有鲁棒性的,并且滑模变结构自身的抖振无法消除.分析了基于趋近律的滑模变结构,并结合模糊控制与滑模变结构,提出了一种基于模糊趋近律的滑模变结构的控制算法,利用调节外环上的滑模趋近律,通过控制趋近速度有效缩短了到达滑模面的时间,并减小了滑模面上的抖振,并且通过Matlab仿真将提出的算法与未采用模糊趋近律的滑模控制和PI控制比较,实验证明采用该方法的PWM系统能够运行单位功率因数且输入电流电压正弦,并且具有很强的抗干扰性和静动态性能.     

基于滑模变结构的永磁同步电动机矢量控制技术的研究

本文从滑模变结构理论出发,针对永磁同步电动机矢量控制系统,设计了滑模变结构与PID的组合速度环控制器,克服了滑模控制器(VSC)在滑模线原点附近的高频颤动,提高了稳态精度。在理论分析的基础上搭建了在Matlab/Simulink环境下的仿真模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明该控制策略减小了系统的超调与振荡,使系统具有较好的鲁棒性和动、静态性能。