发电机自适应Terminal滑模励磁控制

建立了单机无穷大系统的励磁控制数学模型,设计了一种自适应Terminal滑模励磁控制器。通过在滑模面加入非线性函数,使得误差能够快速收敛,从而取得良好的控制效果。同时考虑了系统中存在未知上界的不确定扰动,在设计中加入了自适应环节,实时估计扰动上界,从而使控制器具有较强的鲁棒性。根据李亚普洛夫理论证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明,无论是小扰动还是大扰动下均能有效提高系统稳定性,维持机端电压,效果优于自适应逆推滑模励磁控制。     

计及随机干扰的发电机励磁系统自抗扰控制研究

针对发电机励磁系统的动态性能随工况及实际发电厂中存在的各种随机干扰等因素的影响而发生变化的特点,设计了基于自抗扰控制技术(ADRC)的励磁系统控制策略。该控制技术不需要了解系统的内部模型,能有效克服系统的不确定性,系统响应快,算法简单,易于实现。仿真结果表明,这种控制方法能实时地估计与补偿内外扰动,有效改善了各种随机干扰及量测误差对系统稳定性的影响,而且解决了励磁控制的快速性与超调性之间的矛盾,提高了系统的动态性能和发电机端电压的控制精度。     

发电机励磁及SVC非线性最优协调控制

发电机励磁和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)对远距离输电的稳定性有很大影响。为了提高系统在大扰动情况下的暂态稳定性,提出一种发电机励磁系统与SVC协调非线性最优控制方法。通过建立发电机励磁与SVC系统的综合模型,将微分几何反馈线性化理论与线性最优控制理论相结合,设计了发电机励磁与SVC系统的非线性最优协调控制规律。控制信号实现了本地化,避免了远距离的信号传输。仿真结果证明,该控制方法能同时改善系统的功角稳定性和电压稳定性。     

电励磁直线同步电机磁悬浮系统自抗扰控制

电励磁直线同步电机(EELSM)磁悬浮控制系统能够实现直接驱动和无摩擦进给,有效提高伺服系统的稳态及其动态性能,考虑EELSM系统运行中受到不确定性扰动的问题提出自抗扰控制(ADRC)策略。根据EELSM的特殊结构和工作机理,推导EELSM系统的数学模型,包括励磁回路的电压方程、磁悬浮力方程和运动方程。设计三阶非线性自抗扰控制器(NLADRC),将悬浮方向上的外界扰动作为系统的“总扰动”,对总扰动进行估计和补偿,可以有效提高系统抗扰能力以及跟踪精度。由于NLADRC存在多参数的整定、以及物理意义不明确等问题,总结出非线性函数参数整定的规律。最后,建立ADRC系统的仿真模型。仿真结果表明,通过与PI控制器对比,采用ADRC的EELSM伺服系统具有良好的动态性能,并且能有效抑制扰动。     

基于自抗扰控制技术的发电机励磁控制方法

采用合理的发电机励磁控制方案对改善电力系统扰动稳定性有着重要的作用.探讨了二阶自抗扰控制器,并将其技术应用于发电机励磁系统.经同步发电机自抗扰励磁控制仿真验证,设计的自抗扰励磁控制器,对不确定的模型和系统的内外扰表现出更强的适应性和鲁棒性,能快速抑制发电机端电压的大幅振荡,有效地改善系统的动态品质,提高系统的稳定水平.     

励磁控制系统的动态频率响应检测分析系统

针对发电机励磁控制系统动态频率响应特性的现场检测需求,以及现有测试方法不直接、不真实,测试结果不能得到有效的,稳定判据的问题,提出了直接面向励磁控制系统,无须模型仿真,具有自动加入超低频扰动信号,逐次扫频记录,在线分析和信号处理的新型动态测试系统。本文阐述了在系统结构设计,分析计算,系统的软硬件设计和主要功能配置,该系统能有效解决开环频响特性的快速检测的工程应用难题,为励磁控制系统应用经典控制理论调试检测补偿的创新方法。     

基于扰动跟踪Terminal滑模与多目标零动态的 协调励磁控制器设计

针对电力系统中存在各种扰动和模型不确定性等,为了提高励磁控制的鲁棒性,并考虑机端电压限制,设计了以功角稳定和电压控制为目标的协调励磁控制器。功角稳定控制在Terminal滑模中在线跟踪扰动并进行补偿,构成扰动跟踪Terminal滑模控制,抑制一般扰动和振荡,并能抑制共振型低频振荡;同时设计了多目标零动态滑模控制,在机端电压过限或突变时投入,具有控制功角和提高机端电压性能的功能。稳定控制和电压控制协调切换完成励磁控制。仿真结果表明控制器能在各种扰动时快速稳定功角,并能抑制共振型低频振荡,同时能有效控制机端电     

基于扰动跟踪Terminal滑模与多目标零动态的协调励磁控制器设计

针对电力系统中存在各种扰动和模型不确定性等,为了提高励磁控制的鲁棒性,并考虑机端电压限制,设计了以功角稳定和电压控制为目标的协调励磁控制器。功角稳定控制在Terminal滑模中在线跟踪扰动并进行补偿,构成扰动跟踪Terminal滑模控制,抑制一般扰动和振荡,并能抑制共振型低频振荡;同时设计了多目标零动态滑模控制,在机端电压过限或突变时投入,具有控制功角和提高机端电压性能的功能。稳定控制和电压控制协调切换完成励磁控制。仿真结果表明控制器能在各种扰动时快速稳定功角,并能抑制共振型低频振荡,同时能有效控制机端电压。     

固定增益与变增益最优励磁控制策略的小扰动稳定域研究

在计及励磁饱和环节条件下,利用凸优化技术和迭代搜索方法,提出以非线性系统椭球吸引域体积为指标确定小扰动稳定域边界的新算法。对比分析了其机组在固定增益和变增益线性最优励磁控制下的电力系统的小扰动稳定域,给出了采用固定增益的小扰动稳定有效范围。算例分析验证了所提算法的有效性。结果表明:当系统运行点发生变化时,固定增益控制器的控制效果会下降,偏离给定运行点越远,控制性能下降得越严重,因此,在最优励磁控制下,有必要采用变增益的控制策略,以保证系统的小扰动稳定性。     

采用大功率电力电子全控器件的新型励磁系统

为了提高电力系统的稳定性,提出了一种基于全控器件的新型励磁系统,该励磁系统能通过励磁控制,以及与机端系统交换无功功率,为系统提供双重阻尼。新型励磁系统采用最优协调控制策略,在PSASP环境下进行的单机无穷大系统的数字仿真结果表明,新型励磁系统能够适应运行方式的大范围变化,在大小扰动下较常规自并励励磁系统表现出更好的动态性能。     

可变速抽水蓄能机组交流励磁系统自抗扰控制

研究了基于自抗扰技术的可变速抽水蓄能机组交流励磁控制系统。文中考虑逆变器对输出电压的影响,建立了变速机组的数学模型,以此为基础设计了二阶自抗扰控制器,并提出了基于自抗扰技术的交流励磁控制系统。文中通过仿真对所提励磁系统的可行性以及控制性能进行了定量的分析,结果表明,该励磁系统能够很好地控制可变速机组的发电以及抽水两种工况,且较传统比例—积分(PI)控制器具有更好的动态性能以及鲁棒性。     

基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息.实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性.     

应用自抗扰控制器的双级矩阵变换器闭环控制

对双级矩阵变换器(two-stage matrix converter,TSMC)输出电压产生影响的扰动因素很多,而闭环控制是抑制多种扰动的有效方法。TSMC是一非线性、多变量、强耦合的系统,其精确的数学模型难以建立,采用基于对象模型的控制律难以得到好的控制效果。该文提出了一种基于自抗扰控制技术的TSMC闭环控制策略,利用自抗扰控制器(auto disturbances rejection control,ADRC)的非线性鲁棒控制技术实现TSMC这种不确定性系统的控制。该文建立了TSMC逆变级电路的数学模型,把系统模型中的耦合项、不确定项都看作是系统的模型内扰,将输入电压、负载变化等扰动看成不确定外扰,利用ADRC对内外综合扰动进行观测,并对其进行补偿。仿真结果表明,在相同的非理想运行条件和扰动情况下,ADRC展现出比经典PI控制器更优异的动静态性能,可以满足TSMC系统高性能的控制要求。     

基于微分几何理论和自抗扰控制技术的励磁控制器设计

针对仿射非线性系统,通过微分几何坐标变换将系统非线性因素转换到含有控制输入的状态方程中.由于微分几何方法坐标变换本身是精确无误的,所以转换后的系统中,线性部分是精确的;系统参数的不确定、模型的不精确最终反映到转换后的非线性部分.利用自抗扰技术中的扩张状态观测器观测该部分的非线性摄动,通过反馈将其线性化并消除扰动.推导了单机无穷大系统的非线性励磁控制规律,在PSASP上进行仿真试验.理论论证和仿真试验证明该方案提高了非线性励磁控制的鲁棒性.     

基于系统输出带有噪声的自抗扰控制器

自抗扰控制器并不依赖于生成扰动的具体的数学模型,它从某种意义上来说,是通用而实用的控制器。对于实际系统,在输出的量测环节中不可避免的会引入噪声,当系统输出被噪声污染时,自抗扰控制器的控制精度并不令人满意,闭环系统甚至不稳定,需要先滤波处理量测数据,但滤波后信号的幅值、相位与系统的真实输出有较大差别,若以此作为系统的输出,则必然会造成较大的误差。基于扩张状态观测器可以对不确定系统中的内外扰动进行观测的机理,构造出了积分扩张状态观测器,可以处理量测环节带有噪声干扰时的情况,并以此为基础构成积分型自抗扰控制器。通过仿真表明,该方法可以有效的解决输出噪声对自抗扰控制系统的影响。     

自抗扰控制及其在DC-DC变换器中的应用

本文将自抗扰控制引入DC-DC变换器中,详细介绍了自抗扰控制器的原理和结构,并提供了调制Buck-Boost DC-DC变换器的仿真参数及硬件电路实验.通过对该变换器模型参数改变和外部扰动的仿真和实验研究,证明自抗扰控制对电力电子变换器这类非线性系统和不稳定对象具有良好的控制效果,对其外扰及对象模型参数的变化具有良好的适应性和鲁棒性.此方法不仅克服了经典PID控制的缺点,又保留了其结构简单,鲁棒性强的优点,是一类很有发展前景的控制策略.     

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。     

基于自抗扰控制器的开关磁阻电动机转矩控制系统

将具有优良抗干扰性能的自抗扰控制器(ADRC)引入开关磁阻电动机的转矩控制系统中,回避了传统转矩控制器设计中对转矩逆模型精确建模的要求。将模型的不确定性及负载作为干扰,利用自抗扰控制器内部的扩张状态观测器观测系统的内外扰动项,并进行前馈补偿,从而实现转矩控制系统中转速环与电流环之间的精确解耦。仿真结果表明该控制系统具有良好的动、静态特性,对负载扰动、电机参数变化都具有较好的鲁棒性,可以实现高性能的转矩控制。