并离网逆变器的控制研究

研究了一种既能够工作在并网,也能工作在离网状态的逆变器.在市电异常时,并网逆变器能够可靠地切换到离网模态保证本地重要负载供电.重点分析了工作在离网模式下的控制策略及切换方法,通过电感电流无差拍内环控制来实现输出输入电压与电流内环的扰动作用,提高了内环的跟踪速度.在离散域下分析了无差拍模型电感参数的匹配范围,针对数字控制延时降低了模型电感参数匹配范围并引起系统稳定裕度变小的问题,提出了改进型的无差拍电流内环控制,提高了系统的稳定裕度.最后通过实验证明了该控制算法的可行性和优越性,以及适合设计的切换要求.     

有界扰动饱和不确定切换系统鲁棒控制器设计

为了避免具有“饱和输入”和“持续有界干扰”的控制系统对性能指标的负面影响,研究了一类有界扰动饱和多胞不确定性切换系统在分段Lyapunov函数切换方式下的稳定鲁棒性.在给定的切换函数作用下,根据分段Lyapunov函数和几个相关引理,推导出使饱和切换系统具有稳定鲁棒性的若干个矩阵不等式约束条件.通过求解矩阵不等式约束条件下的稳定吸引域最优解,设计出使系统达到局部指数收敛的状态反馈控制器,并给出了系统最大吸引域.在持续的扰动条件下,仿真结果表明,该设计方法具有较强的稳定鲁棒性.     

一类切换LPV系统的鲁棒H_∞控制

研究一类切换线性参数变化系统的鲁棒H∞控制问题,假定各切换子系统的状态空间数据实时可测,且为在某一紧集上有界变化的参数.采用多参数依赖Lyapunov函数方法,设计相应切换线性参数变化系统的多参数依赖增益调度H∞控制器,与传统的共同Lyapunov函数方法相比,降低设计的保守性.考虑平均驻留时间切换逻辑,所设计的鲁棒H∞控制器确保闭环系统指数稳定,且具有一定的H∞扰动抑制水平.通过数值仿真验证文中方法的有效性.     

磁悬浮系统的积分变结构控制

针对磁悬浮系统的非线性特性,提出一种积分变结构控制方法.搭建了磁悬浮系统的非线性数学模型,采用变结构理论设计控制器,切换函数选取时引入积分环节,并用光滑连续的饱和函数取代符号函数,减小系统的稳态误差.仿真结果验证,积分变结构控制可以有效消除抖振,当外界扰动作用时,系统具有较好的平稳性和鲁棒性.     

精密转台的离散变结构控制

针对传统变结构控制的抖振现象及变结构控制应用于离散系统时易失去其鲁棒性的问题,提出了一种新的离散变结构控制方法.此方法采用了带调整参数的递归式切换函数并针对不确定因素设计了无须知道扰动上界的估计器.将该方法应用于精密转台的控制系统,仿真结果表明此方法对参数摄动及外界干扰具有良好鲁棒性,而且可有效消除系统的抖振现象.     

孤岛模式下微电网多DGs并联运行控制方法

为了解决分布式发电系统影响传统电网的电压控制和电能质量的问题,提出了一种孤岛模式下微电网多DGs并联运行控制方法.深入分析了微电网孤岛运行的并网控制机理,在并网运行和孤岛运行以及微电网从并网模式切换孤岛模式时,微电网智能稳定运行问题.在每个分布式发电系统中,设计控制方法,利用电压电流内环控制用于调节三相网侧逆变器,功率外环控制用于在微电网孤岛运行时,并联多个DGs之间分配功率.使用PSIM软件进行仿真,结果表明这种控制方法在微电网并网运行、孤岛运行都是有效的.     

磁悬浮平台电磁悬浮系统的模糊滑模控制

为实现开环不稳定且高度非线性的磁悬浮平台悬浮气隙的精确控制,采用模糊滑模控制方案,根据电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,通过等效控制和切换控制律实现对参数摄动和外部扰动的完全鲁棒性.根据滑模切换状态,利用模糊推理方法柔化切换控制.基于模糊滑模控制器的控制系统能够有效地削弱滑模控制抖振,并较好地抑制外部扰动,且对参数变化具有完全鲁棒性,实现磁悬浮平台的高刚度稳定悬浮.结果表明,所设计的控制系统对参数变化及周期性扰动具有很强的鲁棒性.     

含高比例可再生能源的电力系统随机分布控制

为解决高比例可再生能源并网造成的电网电源不确定性、随机波动等问题.根据拟哈密顿系统理论建立了含有随机扰动的电力系统模型.利用随机平均方法,对电网的随机稳定性进行理论分析.推导获得了使系统输出满足目标概率密度的随机分布控制律,并用李亚普诺夫函数方法证明了该受控系统的稳定性.通过在多机电力系统中的应用,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法

为减小切换瞬间电压和频率的暂态波动,提出了基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法.进入孤岛状态后,储能装置逆变器的控制方式由PQ控制转变为V/f控制,切换前使V/f控制器随时跟随PQ控制器的输出,避免切换瞬间控制器输出状态的跳变.在DIg SILENT Power Factory软件平台建立含光伏单元和蓄电池的微电网模型,仿真微电网由并网模式转为孤岛模式运行.仿真结果表明,该方法能够有效抑制切换过程中电压和频率的波动,减小暂态过程对电网的冲击.     

转台伺服系统模糊PID复合控制算法

针对直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机表现出的非线性、强耦合、时变的特点,以及难于精确建模的问题,提出了模糊控制和PID相结合、并能平滑切换的复合控制方法,用模糊控制技术提高伺服系统的动态性能,用PID控制保证系统的稳态性能,引入平滑函数改善控制切换过程.由于在整个控制过程中的不同阶段采用不同的控制方式,既继承了常规控制无静差、静态稳定性好的特点,同时又兼有模糊控制适应能力强、动态性能好的优势,避免了阈值切换导致的系统不稳定.仿真结果表明,该控制算法可以获得满意的控制效果,减小了位置跟随误差,对非线性扰动因素具有良好的适应性.     

分布式电源并网运行接地方案的研究

分布式电源(简称DG)是第二代能量系统的核心,但DG与现有配电网的并网问题,始终是制约其发展的技术难题之一.通过对我国城市配电网的各种接地方式的分析,并结合DG可能的4种变压器选择方案,指出DG机组应根据不同的配电系统选用适当的接地方式与之并网.为了对各种方案进行研究比较,在Matlab平台上搭建了仿真系统,通过仿真计算得出了DG机组接地方式选择的一般性原则,为DG机组并网问题的解决提供了颇有价值的参考.     

135 MW机组一次调频组态原理与功能实现

为使发电厂在并网前实现调频功能,在阐述火电厂一次调频原理的基础上,分析了河南神火集团135 MW机组综合利用环保电站调频功能的组态原理与功能实现.     

混沌修正函数投影同步研究及其在保密通信中的应用

研究了具有不匹配参数和外界扰动的混沌系统的修正函数投影同步问题.基于Lyapunov稳定性理论和滑模变结构控制方法,设计了鲁棒自适应滑模控制器,使得混沌驱动系统和响应系统按照期望的函数尺度因子矩阵实现同步.该方法不需要预先知道不确定参数和外界扰动的上下界,其不确定性通过自适应率得以解决,具有较强的实用性和鲁棒性.基于这种方法设计出混沌保密通信系统,数值仿真表明了该同步控制方法和保密通信方案的有效性.     

具有死区效应的光伏逆变系统积分滑模控制

并网逆变器死区会降低输出电压波形质量,同时也会对负载和电网造成不同程度的影响。为减小死区效应及外部干扰对逆变器输出性能的影响,提出了一种具有死区效应的光伏逆变系统积分滑模控制策略。对死区机理进行分析,并建立逆变器数学模型;构造带有比例积分项的抗扰动状态观测器,对干扰状态进行有效估计;结合矢量控制构建一类非奇异终端滑模控制器,采用Lyapunov函数证明系统的渐进稳定性。最后,通过仿真验证了所提控制方法的有效性。     

基于 ETAP 的石化企业电网解列运行分析及改进

为确保企业电网与主网可靠解列,并过渡到稳定的运行状态,采用ETAP电力分析仿真软件,结合典型石化企业电力系统生产运行的特点及电气设备的性能参数,建立企业电网仿真模型。通过对企业电网解列方式下的频率和电压稳定情况仿真分析,提出了相应的孤网运行方式下发电机组控制策略的改进方案,为同类企业制定内部电网的运行方式、事故预案及技术改造提供参考。     

插电式混合动力整车能量管理控制策略

针对插电式混合动力整车能量管理的经济性及动力性要求较高的问题,提出了插电式混合动力整车能量管理控制策略.设计了整车能量管理策略总体方案,分析了车辆行驶里程对插电式混合动力汽车燃油经济性的影响,同时还设计了行驶里程自适应的辅助能量管理控制策略.结果表明:该整车能量管理策略能够根据道路和车辆信息,合理地选择当前最合适的工作模式,可以更加合理地分配从电网充入的电能,提高整车的燃油经济性.     

编队飞行卫星相对姿态变结构分布式协同控制

以编队卫星激光通信为背景,在已知主从星之间的相对位置和姿态的情况下,提出了一种卫星编队完全分布式协同控制策略,设计了一种分布式相对姿态变结构协同控制律,并利用Lyapunov稳定性原理证明了该控制律能够保证编队的全局渐进稳定。仿真结果表明,在编队卫星受到各种干扰力矩影响时,该方法能够有效提高编队卫星相对姿态控制精度,从而实现编队卫星之间的姿态协同,证明了所设计控制器的有效性。     

并联混合型有源电力滤波器的自抗扰控制策略

为了提高并联混合型有源电力滤波器性能,提出一种基于线性自抗扰的特定次谐波补偿控制策略。通过建立并联混合型有源电力滤波器的数学模型,结合自抗扰控制的特点,将三阶系统控制问题简化成一阶自抗扰控制问题。同时,设计了谐波电流跟踪的一阶线性自抗扰控制器和直流母线电压的双闭环自抗扰控制器。最后通过仿真对比传统比例积分(PI)控制,发现该策略使谐波电流跟踪稳定性更强,直流侧电压超调为0,有效抑制电流和电压冲击,补偿后电网电流谐波畸变率为1.26%。结果表明所设计的一阶线性自抗扰控制策略具有良好的跟踪和抗干扰能力,且算法简单,具有一定的工程应用价值。     

菱形翼布局无人机自适应分数阶滑模姿态控制

为研究存在复合干扰的非常规布局菱形翼长航时侦察无人机姿态控制问题,针对系统存在强耦合、非线性、多输入多输出等特点,结合滑模变结构控制理论、分数阶微积分理论、自适应控制理论、新型基于非线性fal函数的快速趋近律及扩张状态干扰观测器,提出了一种包含干扰观测器的自适应分数阶微积分滑模控制方法.首先,为降低控制器的超调现象,结合分数阶微积分理论,利用分数阶微积分算子信息记忆和遗忘的特性,设计了分数阶微积分滑模面,以柔化控制器的输出,使得控制器超调现象得到良好的控制. 其次,为改善传统趋近律收敛时间长,抖震严重等弱点,利用fal函数“小误差大增益,大误差小增益”良好的特性,将非线性fal函数引入到趋近律的设计中,提出了一种可以快速收敛的新型趋近律,平滑无抖震地加快了系统收敛速度. 最后,由于建模误差和外部干扰的存在,使用扩张状态干扰观测器观测出等效干扰并在控制器中引入等效的补偿. 数值仿真结果表明,所提控制方法具有很强的鲁棒性,达到了理想的控制效果.