高功率因数无电解电容IPMSM驱动系统电流跟踪控制策略

针对传统无电解电容永磁同步电机驱动系统中功率环引起的控制器参数整定困难、系统稳定性低等问题,提出一种无需功率环直接计算电机电流指令以实现网侧高功率因数的方法:基于系统方程的收敛性分析,将系统方程离散化处理后在线计算电机q轴最优电流指令轨迹.针对采用PI控制器跟踪q轴周期电流指令存在跟踪误差的问题,提出一种电流指令补偿方法:通过分析电流环传递函数,计算出实际电流与电流指令间幅值与相位的误差,并利用误差数值对电流指令进行补偿.对控制策略进行仿真与实验验证,结果表明:电流指令补偿策略有效提高了PI控制器对周期最优电流指令的跟踪效果,最优电流指令控制策略在实现了网侧高功率因数运行的情况下简化了控制系统并提高了系统稳定性.     

基于深度确定性策略梯度与模糊PID的直流微电网VRB储能系统就地层功率控制

针对直流微电网全钒液流电池(vanadium redox flow battery, VRB)储能系统在实际运行时就地控制层中的功率控制器存在时滞、精度低及抗干扰能力差等问题,提出了一种基于深度确定性策略梯度与模糊PID的功率跟踪控制策略。首先,建立VRB的等效电路模型来描述功率传输特性,并设计了由模糊PID与深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient, DDPG)算法组成的复合控制器。将模糊PID作为主控制器对功率环进行控制,DDPG作为辅助控制器来补偿功率跟踪误差。然后,设计了VRB储能系统就地层功率跟踪控制器,采用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)对PID参数和模糊规则进行优化,并通过阶跃信号对优化后的系统输出响应进行测试。同时将分配指令功率与储能单元给定功率偏差作为数据集在DDPG中进行训练,以提高主控制器的响应速度和抗干扰能力。最后,通过在3种不同场景的算例下进行仿真,验证了控制策略的有效性及稳定性。结果表明：所提控制策略在电池充放电时,能够快速地跟踪到功率指令值;实时跟踪时,跟踪功率值与调度指令值偏差小于±2%;受到扰动时,能准确修正功率偏差,满足实际要求。     

基于数字前置滤波器优化的ZPETC在伺服跟踪控制中的应用

在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差.为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成新的前馈控制器.仿真结果表明,采用本文提出的优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度.     

蓄电池-超导磁体储能系统平抑间歇性电源出力波动的研究

分析了使用蓄电池-超导磁体混合储能系统平抑间歇性电源出力波动的基本原理,给出了电源并网装置和混合储能装置的拓扑结构以及二者间的接口电路.设计并实现了基于中央控制单元和本地控制单元双层控制结构的储能控制系统,中央控制单元使用滑动平均滤波器分离功率指令中的低频成分再指派给蓄电池承担,并将剩余快速变化分量分配给超导磁体承担;本地控制器使用PI控制规律控制蓄电池和超导磁体分别跟踪功率指令和电压指令.PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所设计系统与控制方法的有效性.     

最优ZPETC在伺服跟踪控制中的应用

在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差.为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成最优ZPETC.仿真结果表明,该优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度.     

新产品

正三菱电机微型可编程控制器FX3SA系列上市三菱电机微型可编程控制器FX3SA系列全新上市。FX3SA系列继承了FX1S的强大功能外,进一步在运算处理速度,程序容量方面,指令数量上都得到了显著提升。新增变频器通信指令、浮点运算指令以及其他应用指令。同时,强化了通信功能和模拟量扩展性,内置USB及RS-422     

基于指令滤波的直驱永磁风机自适应有限时间反推控制

为解决额定风速以下直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪控制问题,提出一种基于有限时间指令滤波的自适应反推控制器。建立了直驱式永磁同步风力发电系统的动力学模型。引入高阶滑模微分器作为指令滤波器,并设计滤波补偿信号,解决了传统反推法中“计算爆炸”和控制器饱和问题,并保证有限时间收敛。使用自适应算法克服参数变化和系统未建模部分的影响,增强系统鲁棒性。利用Matlab/Simulink建立仿真模型,PI控制和反推控制器相比,克服了参数不确定性的影响,并具有更快的响应速度。     

基于ZPETC和DOB的直线电机控制器设计及实验研究

直线电机驱动系统中存在的负载力、推力波动等干扰力会引起跟踪误差,降低跟踪性能。干扰观测器可以检测并补偿干扰,有效提高系统的抗干扰能力。前馈控制是提高系统跟踪性能的另一种方法,如直接速度前馈控制器、零相位误差跟踪控制器等,可以有效提高系统带宽,提高跟踪性能。针对直线电机在抗干扰和动态响应方面的需求,该文研究了基于直接速度前馈控制器、零相位跟踪控制器和干扰观测器的直线电机控制方法,并给出实验结果。结果表明,直接速度前馈控制器使位置能够无静地跟踪二阶指令输入,干扰观测器能够很好的抑制推力波动和摩擦力的影响,零相位跟踪控制器能够提高位置闭环带宽,改善跟踪性能,特别是三阶位置指令输入时的跟踪误差。     

高精度电机伺服系统控制综合方法

针对高精度电机伺服系统控制器设计中的关键问题进行了研究.依据非线性跟踪-微分器的基本思想提出一种等效微分估计方法并给出其最简形式的离散实现.依据小增益定理讨论干扰观测器综合时低通滤波器阶数的影响并提出其综合准则.论述零相差前馈和完全跟踪控制器的设计方法及其适用范围.利用微分估计对信号畸变不敏感的特性设计一种等效速度+加速度前馈方案.数值分析和仿真实验表明:与传统差分方法相比,微分估计能在信号存在噪声和畸变的情况下获得有效的微分值;通过设计低通滤波器阶数可以提高干扰观测器的截止频率;提出的前馈与零相差前馈和完全跟踪控制器相比,跟踪5 Hz正弦指令的误差减至0.02°,且对指令畸变不敏感.     

神经网络和模糊算法相结合的永磁同步电机的鲁棒控制

提出一种神经网络和模糊理论相结合的控制算法,用于永磁同步电机的控制.该算法用基于BP神经网络的PID算法作为速度控制器,实现控制系统的在线自适应调整;同时用模糊理论算法作为神经网络控制器输出的限制,实现了良好的控制动态性能.在与传统的PI控制仿真比较中,该算法显示出了较好的控制性能,对负载和电机参数的变化不再敏感,且控制器可以在误差较大的时候快速跟踪指令,而在误差较小的时候实现稳定运行.