基于非线性抗扰滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)内部参数不确定和外部干扰未知的问题,提出了一种基于非线性光滑扩张状态观测器(ESO)的非线性控制方法。通过引入非线性光滑函数设计了ESO,实现了对PMSM内部和外部不确定因素的观测,并把观测结果实时补偿给非线性控制器,有效提高了电机的动静态性能和抗扰能力。采用基于非线性光滑函数的滑模控制器替代传统直接转矩控制中的滞环控制器,有效地削弱了转矩和磁链的抖振和脉动。仿真结果表明所提方法响应速度快、稳定性好、抗扰能力强,是一种鲁棒性强的控制方法。     

永磁同步电机的内模直接转矩控制

传统的直接转矩控制(DTC)存在转矩脉动大,转速PI调节器的参数整定繁琐等缺点。结合电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和内模控制的优点,将内模控制器引入永磁同步电机(PMSM)的SVPWM-DTC系统中。通过分析PMSM的数学模型来设计内模控制器,从而推导出参考电压矢量。实验结果表明,该控制策略实现了转速响应快且超调小,转矩脉动小,增强了控制系统的鲁棒性。     

永磁同步电机的改进指数趋近律控制策略

为了改善使用PI控制算法和指数滑模控制（SMC）算法的永磁同步电机（PMSM）速度控制系统的鲁棒性差和突加负载转矩恢复较慢的问题,设计了一种改进趋近律SMC算法,并将该方法用在PMSM调速系统的速度控制器上。为了验证所提出的改进趋近律SMC算法的可行性,使用MATLAB/Simulink对PMSM双闭环调速系统仿真建模,并对比了传统的指数趋近律SMC算法、PI控制算法。结果表明设计的改进趋近律滑模速度控制器具有较好的鲁棒性和抗负载扰动性。     

PMSM两自由度鲁棒转速控制器设计

为了提升永磁同步电机(PMSM)转速控制性能,设计了一种用于PMSM的两自由度(TDOF)鲁棒转速控制器。控制器中电流内环沿用了传统PI调节器,而转速调节使用了TDOF控制。在考虑了PMSM数学模型中非线性因素的基础上完成了闭环系统的全局指数稳定性证明,所得到的稳定条件可作为参数整定依据。TDOF鲁棒转速控制器对表贴式和内嵌式PMSM均适用,并对参数不确定性和外部转矩扰动具有非常好的鲁棒性。利用PMSM驱动测试平台开展了TDOF鲁棒转速控制器与传统PI转速控制器的对比实验,实验结果显示出新方案在控制性能和调试简便性等方面具有显著优势。     

基于变参数PI和模糊控制的直接转矩控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动的缺点,提出一种基于变参数PI和模糊控制的直接转矩控制方法,将传统直接转矩控制系统中PI速度调节器和滞环比较器分别用变参数PI速度控制器和模糊控制器代替.介绍了变参数PI和模糊控制的原理和设计方法,最后构建了改进后系统控制框图,并进行了实验验证...     

基于滑模控制的TSMC-PMSM调速系统

设计了一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动的永磁同步电机(PMSM)滑模变结构直接转矩控制方案。该方案针对一般滑模控制器的抖振问题,设计了积分滑模面、符号函数平滑和变指数趋近律,并应用于PMSM转矩和磁链的控制,既克服了滞环直接转矩控制(DTC)转矩和磁链脉动大的不足,又解决了一般滑模控制器的抖振问题。采用DSP和FPGA开发了一套系统实验样机,给出了系统的软硬件设计方法,实验结果验证了系统设计的有效性,实现了系统高性能调速及网侧电能质量的优化。     

电力机车PMSM自适应模糊滑模控制

为研究牵引工况下电力机车永磁同步电机(PMSM)的转速控制精度,考虑轮轨接触不平顺及车体静载荷在轮对径向产生的未知时变负载转矩,建立了机车PMSM在d-q坐标系下的数学模型。针对该耦合非线性系统中存在的负载转矩,设计非线性转矩观测器对其实际值进行估计,对观测误差采用自适应模糊逻辑系统进行逼近;为考察d轴电压过零跳变对转速控制及转矩观测性能的影响,在d轴电压控制器设计中引入Nussbaum函数,并依据Lyapunov稳定性理论,构造了基于转矩观测器的自适应模糊滑模控制器。理论分析及仿真结果表明,当转矩时变或d轴电压过零时,机车PMSM闭环转速控制系统跟踪误差一致有界,转矩观测误差收敛于0。     

基于滑模变结构的PMSM直接转矩控制

分析了永磁同步电机(PMSM)数学模型,设计了一种新颖的基于空间矢量脉宽调制技术的直接转矩控制(SVM-DTC)系统。利用两个PI控制器分别调节磁链和转矩实现对电机空间矢量中转矩和磁链两分量的解耦,同时采用基于转子位置和定子电流的定子磁链估算方法观测定子磁链,并设计滑模变结构无速度传感器来估算转子位置。仿真结果表明,所提出的方法能有效地估算定子磁链与转速,减小电磁转矩和定子磁链脉动,从而使系统具有较好的动、静性能。     

基于变参数PI的永磁同步电动机矢量控制系统

研究了一种变参数PI控制器,用于永磁同步电动机(PMSM)矢量控制系统中的速度控制.该控制器根据输入误差的大小,通过非线性函数在线改变比例增益和积分增益,以获得满意的控制性能.仿真研究结果表明,采用该方案的系统具有响应速度快、动静态性能好和鲁棒性强的特点.实验结果证明了该方案的正确性和可行性.     

基于端口受控哈密顿方法的PMSM最大转矩/电流控制

永磁同步电动机(PMSM)可看作是二端口的能量变换装置。基于能量成形方法和端口受控哈密顿(PCH)系统原理,研究了永磁同步电机(PMSM)的建模与速度控制问题。从能量平衡的观点,建立了PMSM的PCH系统数学模型。利用互联和阻尼配置的能量成形方法,给出了PMSM系统的反馈镇定原理。根据最大转矩/电流(MTPA)控制原理确定了系统期望的平衡点,分析了PMSM系统平衡点的稳定性,并设计了负载转矩恒定已知情况下的控制器。针对负载转矩恒定未知的情形,研究了负载转矩的实时估计与控制器设计方法。仿真结果表明所设计的控制器具有很好的性能和应用前景。     

非线性控制系统理论及其在电力系统的应用

本文简单介绍了非线性控制系统理论及发展,接着分析电力系统存在的非线性特性,最后着重探讨非线性控制系统理论在电力系统中应用的研究及前景。     

一种基于蚁群算法的最优非线性PID控制器的设计

本文以蚁群算法为基础，提出了一种新的非线性PID控制器及其参数优化设计方法。该控制器是基于PID控制器各增益参数与误差信号之间呈现非线性关系，根据一般控制系统的阶跃响应曲线，在不同响应时间阶段PID3个增益调节参数的理想变化情况，提出根据控制信号与误差、误差变化率之间的调节规律，拟合一组增益参数的非线性函数，并利用蚁群算法搜索出一组最优的非线性PID参数，构造最优非线性PID控制器。计算机仿真结果表明，与基于遗传算法（GA）、模拟退火算法（SA）和Z—N法设计的PID控制器（GA—PID、SA-PID、ZN-PID）相比，这种基于蚁群算法的非线性PID控制器（NLAS-PID）具有良好的动态和稳态性能，可用于控制多种不同的对象和过程。     

一类非线性系统的线性化和最佳化

本文运用非线性坐标变换、Z 状态的线性反馈和 X 状态的非线性反馈的方法,使一类非线性系统转化为具有最佳动态特性的精确的线往化系统,并根据经典的线性系统理论给出了具体应用实例。     

Analyzing the stochastic behavior of ferroresonance initiation regarding initial conditions and system parameters

Power quality and power disturbances are the most important increasing factors throughout electrical networks. Ferroresonance as one of these disturbances can cause quality and security problems. This paper analyzes the stochastic behavior of ferroresonance as a nonlinear resonance phenomenon of the erratic nature and difficult prediction. Furthermore, the impact of different parameters on the initiation of ferroresonance is investigated. It is illustrated that a small change in the initial conditions leads to a large difference in the long-term behavior of the system, and this makes the future of the system unpredictable. Based on the stochastic behavior of ferroresonance some papers took different parameters into account and attempted to identify the basins of attraction for different ferroresonance regions. Here, according to real condition it is illustrated that these basins are highly depending on the initial conditions and there are no transparent boundaries for them. Also, by changing different parameters and initial conditions, the probability degree of ferroresonance initiation is calculated and depicted. Moreover, the impact of source angle on the ferroresonance initiation is investigated.     

Observation of artificial nano-domains in ferroelectric thin films using nonlinear dielectric imaging and piezo imaging

Abstract

We have developed scanning nonlinear dielectric microscopy (SNDM) that is the first successful purely electrical method for observing polarization distributions of ferroelectric materials. Now the resolution of SNDM has been improved to sub-nanometer.

On the other hand, the piezoelectric response imaging (piezo-imaging) using scanning force microscopy (SFM) is well known as the method for observing the polarization distributions. In this study, we compare the resolution of SNDM with that of the piezo-imaging and confirm that the resolution of SNDM is much higher than that of piezo-imaging. Then, as the fundamental study to apply the SNDM system to a ferroelectric reading-recording system, we switched and observed the ferroelectric domains using the SNDM system.     

三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制

该文以同步旋转坐标系模型为基础，设计了三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制器。采用双环结构，用三个非线性PI环节实现了对整流器直流电压与功率因数的高性能控制。以误差的非线性函数与传统PI环节构成的级联式控制器，既提高了系统响应的快速性，又增强了抗扰能力，同时计算简单易于实现。与传统PI控制器的仿真对比表明该方法能够明显改善系统的动态性能，而实验结果也验证了非线性PI控制器的优良性能。     

非线性励磁控制器的研究

通过对非线性系统线性化为标准型过程的研究,发现输出函数的选取对线性化以后系统状态方程的形式有很大的影响,进而影响到所设计的控制器性能。为此,在设计非线性励磁控制器时,将输出函数选成两个状态量组合的形式,来提高控制系统的整体性能。     

R~N 上非齐次非线性椭圆型方程的多解性

讨论了问题－△ｕ＋μｕ＝Ｑ（ｘ）｜ｕ｜ｐ－２ｕ＋ｆ（ｘ）,ｕ∈Ｈ１（ＲＮ）的正解和变号解的存在性,这里Ｎ≥３,２＜ｐ＜２Ｎ／（Ｎ－２）,μ＞０,Ｑ（ｘ）∈Ｃ（ＲＮ）,且０ｆ≥０．     

神经网络模型动态特性的研究

本文从神经网络应用于动态系统建模的过程出发，指出了研究神经网络模型一般特性的重要性，分析了传统模型回响测试中存在的问题，给出了正确的回响测试方法，继而讨论了神经网络模型作为一类非线性动态模型所存在的多平衡点、极限环等问题，给出了模型稳定性判定的基本方法。最后是上述理论应用的一个示例。     

Quantitative Measurement of Dielectric Properties Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy with Electro-Conductive Cantilever

A quantitative measurement method of the linear and nonlinear dielectric constant using cantilever-type scanning nonlinear dielectric microscopy (SNDM) is reported. Using this method, we succeed in quantitatively measuring the linear dielectric constant distribution of TiO 2 -Bi 2 Ti 4 O 11 ceramics and nonlinear dielectric constant of LiTaO 3 single crystal.