高压断路器电磁类型操动机构的位移跟踪技术研究

采用选相开关技术,可抑制电力系统暂态过程。实现断路器的位移按照给定曲线运动,降低合闸分散性,提高选相精度。传统的永磁式选相开关采用黑盒控制模型,存在控制器参数选取较困难、控制精度较低等问题。为此,建立永磁操纵机构内部数学模型,将电磁场与力场耦合,设计双闭环控制器。在Simulink中搭建仿真控制模型,改变外部电容电压,对比传统的黑盒控制模型,双闭环控制模型精度较高。以DSP28335为主控芯片,设计硬件控制系统,搭建实验平台,进行大量合闸控制实验。实验结果表明,采取上述的控制策略,可有效的实现断路器位移跟踪控制,将断路器的合闸时间的分散性控制在±0.5 ms。     

基于IMC-ESO的电机调速系统抑制干扰方法研究

为了提高永磁同步电机调速系统抑制干扰的能力,提出了一种基于内模控制和扩张状态观测器复合控制的永磁同步电机调速系统抑制干扰控制策略.对永磁同步电机进行数学建模,设计基于IMC和ESO的复合控制系统对电机的周期性干扰和非周期慢变干扰进行抑制,并搭建Simulink仿真模型.仿真计算结果得到:当电机启动和突加干扰阶段,在该复合控制器作用下电机能够在6 ms内迅速恢复稳定,且稳定运行时转速不产生波动.此外,系统在周期性干扰和非周期慢变干扰中,经过该复合控制器作用,其干扰分别在0.1 s和0.15 s内实现收敛.结果表明:该复合控制器能够有效抑制永磁同步电机调速系统的周期性干扰和非周期慢变干扰,进而使系统具有较优异的启动特性、抗干扰特性与稳态特性.     

真空开关高动作稳定性的永磁操动机构控制系统

基于永磁操动机构的真空开关被广泛应用在电力系统中,以确保真空开关在不同环境下操动的精度和动作时间稳定,可以有效提高电力系统的稳定性.该文首先对10kV真空开关操动机构的分合闸动态特性进行分析计算,并建立仿真实验模型;利用径向基函数(RBF)神经网络与模糊PID自适应控制相结合的技术设计算法控制器,对机构的线圈电流与位移特性进行实时检测控制;通过仿真实验证明了该控制器在提高机构动作稳定性上的可行性.搭建实验测试平台,进行合闸对比实验,未加入算法控制器时,操动机构总体合闸时间在22.7～31.8ms;加入算法控制器后,合闸时间稳定在25.5～26.1ms.同时该算法控制器将机构合闸时间分散性由原来的±1.5ms降低为±0.3ms左右,不同环境温度下分散性依然可以保持在±0.3ms左右,证明加入该控制系统后,提高了动作时间的稳定性和有效性.     

基于单神经元自适应PID控制的高压断路器永磁直线伺服电机操动机构的研究

高压断路器永磁直线伺服电机操动机构采用直线电机驱动断路器操作杆,带动机构运动,实现分合闸操作,具有良好的快速响应能力及控制性能.该伺服系统采用数字式双闭环控制,内环为电流环,采用PI控制,外环为速度环,采用单神经元自适应PID控制,通过建立直线伺服电机操动机构控制系统仿真模型,详细分析了单神经元自适应PID控制算法以及数学模型,并建立了以输出误差二次方为性能指标的单神经元自适应PID控制器模型.并分别用传统PID与单神经元PID控制算法,对高压断路器触头运动特性控制过程进行了仿真.结果表明,单神经元自适应PID控制器能够较好的实现触头速度的跟踪控制,使其按理想运动特性曲线运动,实现最优操作,该算法是一种较理想、有效的控制方法.     

直驱型永磁同步风电系统的模糊控制器的研究

文章以桨距各部分的数学模型为基础,以功率偏差为控制输入,以实际经验为依据确定了模糊论域和模糊规则库,以额定风速以上系统输出恒功率为目标,设计了直驱型永磁同步风电系统的PID控制器。利用Matlab建立了直驱型永磁同步风力发电控制系统的仿真模型,并进行了仿真,仿真结果表明模糊PID控制器能够进行变桨距控制,风能转换系统可以实现恒功率输出。     

基于准谐振控制器的零序环流抑制

针对三相逆变器直接并联运行时存在零序环流的问题,提出一种基于准谐振控制器的零序环流闭环控制方法。通过分别建立并分析逆变器独立工作和两台并联工作时零序环流闭环控制模型可知,PWM零序调制电压为主要扰动。理想的谐振控制器在谐振频率处增益无穷大,可以消除与谐振频率相同频率的扰动分量对闭环系统的影响。针对扰动为频谱离散的周期性信号的特性,控制器采用多谐振控制器并联的控制结构。在推导零序环流闭环控制等效模型和扰动传递函数的基础上,提出准谐振控制器设计方法。仿真和实验结果表明,该方法能够有效抑制零序环流。     

基于高频电压注入山地车永磁同步电动机控制研究

研究了基于高频电压注入的山地车永磁同步电机无位置传感器的控制问题。在讨论了山地车永磁同步电机高频参数特性的基础上,分析了不同注入条件对位置辨识以及磁极性辨别的影响;为了使控制系统仿真能更真实地反映实际特性,建立了控制系统的场路联合仿真模型并做了仿真分析;最后构建了山地车永磁同步电机控制系统的实验平台并进行了相关实验验证。实验表明,所提出的位置辨识算法能够较好观测山地车永磁同步电机的转子位置,联合仿真结果与实际情况基本吻合。     

基于改进型趋近律与负载观测器的永磁同步电机滑模速度控制器设计

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态品质,改善传统滑模速度控制器的控制性能,抑制系统抖振,提高控制精度,设计了基于新型趋近律与负载观测器的改进型滑模速度控制器。利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建控制系统模型并进行仿真分析。仿真验证了所设计的改进型PMSM速度控制器的有效性。该控制器可获得较好的速度跟踪精度和抗负载扰动能力,提高系统的稳定性和鲁棒性。     

基于ASAPSO的火炮随动系统模糊控制策略

针对传统PID控制器因参数无法随负载变化而实时改变,导致火炮随动系统控制效果不佳的问题,设计了以空间矢量控制为理论基础的三闭环随动控制系统。该随动控制系统采用永磁同步电机(PMSM)作为执行电机,并在系统位置环上加入了经自适应模拟退火粒子群优化算法(ASAPSO)优化参数后的模糊控制器。通过搭建系统仿真模型,将这2种控制器分别运用在该随动控制系统的位置环上,对比了2种控制器的位置响应、抗转矩扰动能力和目标跟踪能力。结果发现,模糊控制器的参数经ASAPSO优化后,系统的静态特性和动态特性比传统PID控制器更好,能够有效克服转矩扰动等非线性因素的影响,系统具有较好的目标跟踪性能。     

基于Simulink永磁同步电机矢量控制系统仿真

介绍了永磁同步电机（PMSM）矢量控制系统的结构、空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理及实现方法,并在MATLAB环境下应用Simulink及SimPower Systems工具箱建立了系统的速度和电流双闭环模型,进行了实验仿真,仿真结果表明：永磁同步电机矢量控制系统具有较好的动态响应特性和速度控制特性,有效的验证了id=0控制算法,为永磁同步电机控制系统的分析、设计和调试提供了理论基础.     

基于SVPWM的永磁同步电机矢量控制仿真研究

为了对高性能永磁同步电动机矢量控制系统进行准确分析,在分析永磁同步电机数学模型和空间矢量方法的基本原理的基础上,采用经典速度、电流双闭环控制方法建立了永磁同步电机空间矢量控制系统的仿真模型,详细说明了仿真系统模型的4个组成模块,并在MATLAB/Simulink环境下进行仿真实现。仿真结果表明:系统构建方法简单,基于空间矢量控制方法的同步电动机系统的响应速度快,系统运行平稳,仿真波形与理论分析一致,验证了该仿真实验平台的有效性。     

基于SVPWM的永磁同步电动机控制系统仿真与实验研究

在分析永磁同步电动机(PMSM) 数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink设计了一种基于SVPWM的永磁同步电机控制系统新仿真模型,给出了各子模块的具体设计模型,提出了一种"积分斜率法"产生三角波脉冲的方法.通过仿真可以看出系统响应快速、运行平稳.在仿真模型基础的上,采用XC164CM芯片作为控制核心,设计了一种基于SVPWM的永磁同步电机控制系统.实验结果表明,控制系统具有良好的动、静态控制特性,为分析和设计PMSM控制系统提供了有效的手段和工具 ,也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路.     

Research and Implementation of Suppressing Speed Ripples of Permanent Magnet Svnchronous Servo Svstem

在分析了永磁同步电机的数学模型及永磁同步伺服系统的电流环和速度环的基础上,设计了负载转矩观测器,对定子电流进行了补偿以抑制由负载转矩突变造成的转速波动.在MATLAB/Simulink环境下构建了永磁同步电机控制系统的仿真模型并进行实验.结果表明永磁同步伺服系统经补偿后转速特性得到了明显提高,有效的抑制了转速的波动.     

基于复合控制的圆筒形永磁直线同步电机位置控制

针对圆筒形永磁直线同步电机,设计了一种位置控制系统。考虑到直线电机的推力脉动、摩擦力和系统模型的不确定性,采用干扰观测器(DOB)对其进行在线估算并进行补偿,经过补偿,系统模型近似等价其标称模型;基于标称模型设计速度前馈控制器,基于速度控制系统的模型设计位置前馈控制器,使得永磁直线同步电机控制系统的输出能够无误差地跟踪期望的速度和位置响应曲线;采用综合校正方法设计反馈控制器,保证系统的稳定性。最后给出了仿真结果。     

永磁同步伺服系统抑制转速波动的研究与实现

在分析了永磁同步电机的数学模型及永磁同步伺服系统的电流环和速度环的基础上,设计了负载转矩观测器,对定子电流进行了补偿以抑制由负载转矩突变造成的转速波动。在MATLAB／Simulink环境下构建了永磁同步电机控制系统的仿真模型并进行实验。结果表明永磁同步伺服系统经补偿后转速特性得到了明显提高,有效的抑制了转速的波动。     

基于PLECS的感应电动机滑模控制系统仿真研究

利用PLECS中感应电动机的本体模型,与Simulink工具箱所搭建的滑模控制器形成无缝连接.系统采用双闭环控制,内环电流环采用滞环电流控制器,外环速度环采用滑模控制器,主反馈回路中设计转子时间常数辨识算法.仿真结果表明:控制系统能够稳定运行,动、静态特性良好,抗参数变化和负载突变能力强,为感应电动机伺服系统控制研究提供了新的途径.     

计及温度的永磁操动机构动态特性仿真与分析

针对环境温度变化会对永磁操动机构动态特性产生较明显影响的问题,考虑到温度变化的影响,建立永磁操动机构运动过程中两个阶段动态特性的数学模型.利用其模型,分析了计及温度的静态特性参数与电容器电容、线圈电阻等动态特性参数的温度特性,得到计及温度的永磁操动机构动态特性.通过计算及实验分析表明,在工作温度范围内,分合闸时间分散性...     

PMSM伺服系统的自适应模糊滑模切换控制

为了提高系统扰动较大时永磁同步电动机伺服系统位置跟踪响应的快速性和精确性,在普通滑模控制策略中引入自适应模糊控制算法,设计了基于自适应律的模糊滑模切换控制器。通过Lyapunov稳定性分析设计参数自适应律,同时也证明了控制系统的稳定性。通过理论分析、MATLAB/Simulink纯仿真实验以及基于AD5435的半实物仿真实验,验证了该算法在系统扰动较大时不仅能保证系统鲁棒性,而且能有效抑制系统抖振,使永磁同步电动机伺服系统获得准确的位置响应。     

基于单神经元控制器的永磁电机调速系统研究

针对传统PID控制永磁同步电动机(PMSM)调速系统性能的不足,设计了单神经元自适应PID控制器并对控制系统进行仿真分析。结果表明,采用单神经元控制的调速系统具有更好的动态调节特性和自适应能力,而且控制器设计简单,参数调整方便,易于工程应用。     

基于Anti-Windup控制器的永磁同步电机控制系统设计

永磁同步电机矢量控制系统中存在非线性饱和特性.分析了经典的PID控制器用于系统时所带来的积分Windup现象,并介绍了几种典型而适用的Anti-Windup控制器结构,基于变结构Anti-Windup控制器对系统进行了改进以抑制积分Windup现象,控制器采用条件积分法和反计算法相结合的控制策略,保证了系统出现饱和时,尽快地退出饱和区.仿真和实验结果表明,该控制器能有效抑制系统的积分Windup现象,系统超调量小、速度响应快,具有较好的鲁棒性和较高的稳态性能.