基于交错Buck变换器的光伏系统MPPT控制

具有最大功率点跟踪(MPPT)功能的控制器常采用单相Buck变换器,输出功率稳定性差;鉴于此,提出将交错并联技术应用于Buck变换器,并以两相交错并联Buck变换器为例进行研究,减小输出电压、电流纹波,提高了输出功率稳定性,有利于实现MPPT控制;然后针对固定步长扰动观察法跟踪速度与精度之间的矛盾,研究了一种自适应变步长的算法,MATLAB仿真结果表明,改进算法具有较好的跟踪速度和稳态性能。     

智能全功率MPPT风光互补路灯控制器设计

针对一类普通风光互补路灯控制器转换能效低、稳定性差等问题,设计一种智能全功率MPPT风光互补路灯控制器.采用双MCU处理器PIC16F877A单片机为控制器核心,硬件采用模块化的设计方法,整个控制器由主控制模块、从控制模块、风力发电机智能升压MPPT模块,以及风力发电机点刹控制模块、太阳能智能升压MPPT模块、蓄电池充/放电模块、负载LED灯模块组成,在分析光伏电池和风力发电机最大功率点跟踪问题的基础上,采用风力发电机和太阳能智能全功率MPPT跟踪控制策略.最后,在实验室搭建测试平台,测试结果表明,控制器可以可靠稳定运行,跟普通控制器相比,其充电效率与能源利用能效提高22.1％,能够实现能源的最大化利用.     

一种基于MPPT控制的太阳能光伏充电控制器研制

针对传统太阳能光伏充电控制中出现的问题,研究了一种光伏电池阵列的最大功率点跟踪MPPT控制方法。基于MPPT控制方法上的太阳能光伏充电控制器具有智能性、自适应性的控制特点,使得整个太阳能光伏充电系统得以持续、平稳、可靠的运行。     

基于数字低通滤波器的双重光伏控制器研究

针对大功率情况下传统光伏控制器存在输入电流纹波、损耗和开关管容量较大的问题,提出基于数字低通滤波器的双重光伏控制器和电流寻优MPPT方法。通过数字低通滤波器的设计,满足了电流寻优MPPT方法的精度要求并减少了电流传感器的使用。Simulink软件的仿真结果验证了基于数字低通滤波器的双重光伏控制器应用于大功率光伏发电系统中的可行性,说明了采用双重拓扑结构将是未来大功率光伏控制器发展方向的观点。     

独立光伏系统充放电控制器的研究与设计

设计了一种基于STM32微处理器和Buck电路的光伏控制器,并提出了一种改进型变步长扰动观察法来提高光伏系统的最大功率点跟踪(MPPT)性能,同时实现了蓄电池的合理充放电及过放保护;样机实验结果表明:该光伏控制器能在0.01s的时间内克服扰动,并且MPPT的效率达到了99.94%,该光伏控制器具有快速的动态响应和良好的稳态性能,并能很好地监测蓄电池的状态,减少电池损耗,延长蓄电池寿命。     

基于有效风速估计与预测的风电机组自适应最大风能跟踪控制

针对如何在有效风速未知情况下实现风电机组最大风能跟踪(MPPT)的问题,本文使用支持向量回归(SVR)和自适应控制原理,提出基于有效风速估计与预测的自适应MPPT控制方案.首先,使用机组的历史运行数据,训练得到基于SVR的风速估计与预测模型,为MPPT控制提供实时参考输入.其次,结合在线学习估计器(OLA)和减小转矩增益(DTG)控制原理,设计自适应MPPT控制器,该控制器能够较好应对系统未知动态特性和干扰,且能降低传动链载荷.最后,使用李雅普诺夫原理证明闭环系统所有信号都是有界的.仿真结果表明本文提出的方法能够获得良好的MPPT效果,进而提高机组产能.     

太阳能电动车最大功率点跟踪模糊控制器设计

采用模糊控制进行太阳能电动车最大功率点的跟踪,根据太阳能电动车能量控制系统的要求,为提高系统的稳态性和鲁棒性设计了适合于太阳能电动车的带修正因子自调整MPPT模糊控制器,在变化的外界环境下,应用Matlab/Simulink仿真软件包对MPPT模糊控制器控制的能源系统进行了仿真研究,结果表明该控制器对环境的变化有较强的自适应能力,具有优越的控制性能,为太阳能电动车的应用提供了参考。     

基于有效风速估计与预测的风电机组自适应最大风能跟踪控制（英文）

针对如何在有效风速未知情况下实现风电机组最大风能跟踪(MPPT)的问题,本文使用支持向量回归(SVR)和自适应控制原理,提出基于有效风速估计与预测的自适应MPPT控制方案.首先,使用机组的历史运行数据,训练得到基于SVR的风速估计与预测模型,为MPPT控制提供实时参考输入.其次,结合在线学习估计器(OLA)和减小转矩增益(DTG)控制原理,设计自适应MPPT控制器,该控制器能够较好应对系统未知动态特性和干扰,且能降低传动链载荷.最后,使用李雅普诺夫原理证明闭环系统所有信号都是有界的.仿真结果表明本文提出的方法能够获得良好的MPPT效果,进而提高机组产能.     

基于STM32的光伏充放电控制器设计

在公用照明系统中,利用光伏阵列给铅酸蓄电池充电,蓄电池为照明系统提供电能。为了保证此过程能够高效合理的进行,设计一种基于STM32F407微处理器的光伏充放电控制器。根据蓄电池及光伏阵列的特性,利用电池容量检测与 MPPT(Maximum power point Tracking)技术,控制主电路为 Boost 电路。经过实验过程及结果的验证,此控制器可以合理有效地控制蓄电池的充放电过程,提高光伏电能的利用率,最终照明系统达到了高效稳定的工作状态。     

恩智浦IC在太阳能光伏应用中实现高效能量提取

恩智浦半导体（NXP Semiconductors）推出MPT612,针对使用太阳能光伏（PV）电池或燃料电池的应用提供最大功率点跟踪（MPPT）的低功耗集成电路。MPT612 IC采用正在申请专利的MPPT算法,可广泛用于太阳能电池充电控制器、分布式MPPT和微型逆变器等应用中,实现98％的高效能量提取。     

具有H_∞跟踪性能的机器人自适应PID控制

针对非线性不确定机器人系统的轨迹跟踪控制问题,提出一种鲁棒自适应PID控制算法.该控制器由主控制器和监督控制器组成.主控制器以常规PID控制为基础,基于滑模控制思想设计PID参数的自适应律,根据误差实时修正PID参数.基于Lyapunov函数设计的监督控制器补偿自适应PID控制器与理想控制器之间的差异,使系统具有设定的H_∞的跟踪性能.最后,两关节机器人的仿真实验结果表明了算法的有效性.

Abstract：

A robust adaptive PID control algorithm is proposed for trajectory tracking of robot manipulators with nonlinear uncertainties.The controller is composed of a main controller and a supervisory controller.The main controller is designed based on the traditional PID controller.The parameters of the PID controller are updated online according to the system running errors with the adaptation law based on the sliding mode control.The supervisory controller is proposed to compensate the error between the adaptive PID controller and the ideal controller in the sense of the Lyapunov function with the specified H_∞ tracking performance.Finally, the simulation results based on a two-joint robot manipulator show the effectiveness of the presented controller.     

基于逆系统方法的综放工作面控制系统的模糊控制器

对逆系统方法作为反馈线性化方法及其非线性本质进行深入的研究后,认知到逆系统方法建立的模糊控制器是一种变增益的非线性控制器,它与PID控制器有许多相似之处,进而设计出模糊PID复合控制器。模糊PID控制器在综放工作面中的应用的关键是模糊控制器的各个参数的整定。因此,我们用传统的方法首先设计一个PID控制器,在稳定时使模糊PID控制器的参数与PID控制器的对应参数相等,逐步调节、修改各个参数,从而可以得出模糊PID控制器的参数,模糊PID控制器在煤矿综放工作面上运用的结果令人满意。     

拟合迭代学习数据的工业过程控制器

为进一步提高工业过程控制系统的跟踪能力, 实现稳、准、快等性能, 本文利用迭代学习算法产生的各类信息, 在控制器函数拟合的基础上, 设计了一种高精度跟踪的鲁棒控制器. 首先在频域对闭环迭代学习算法进行分析, 得出迭代学习控制器等同于级联控制器的结论, 进而采用一个低阶结构的控制器去拟合误差序列与控制序列,避免了难以物理实现的高阶控制器, 最后通过对一般的工业过程对象进行实验设计, 结果表明这种控制器在快速性、无超调及控制精度上具有很好的优势, 并且具有良好的抑制干扰能力.     

一种拟Laguerre控制器设计

拉盖尔(Laguerre)级数是一类L2空间上的正交级数,具有很好的函数逼近能力,目前在自动控制领域用于连续动态过程建模以及数字控制器设计;为了拓展拉盖尔级数在连续控制器设计方面的应用范围,文章将0型拉盖尔级数型传递函数模型,改进为1型拟拉盖尔级数型传递函数模型,提出了一种具有积分行为的拟拉盖尔控制器;比较了拟拉盖尔控制器与工业常用PID控制器的频域特点;通过将拟拉盖尔控制系统模型和期望模型的麦克劳林(Maclaurin)展开,给出了拟拉盖尔控制器参数的整定规则;在三类不同被控对象的仿真实验中,将拟拉盖尔控制器和PID控制器的系统逼近性能以及抗扰性能进行了对比研究;结果表明,拟拉盖尔控制器只需要三阶展开项,即可获得高于PID控制器的系统逼近能力和抗扰能力,具有较好的应用前景.     

Design of a hybrid fuzzy logic proportional plus conventionalintegral-derivative controller

Presents approaches to the design of a hybrid fuzzy logic proportional plus conventional integral-derivative (fuzzy P+ID) controller in an incremental form. This controller is constructed by using an incremental fuzzy logic controller in place of the proportional term in a conventional PID controller, By using the bounded-input/bounded-output “small gain theorem”, the sufficient condition for stability of this controller is derived. Based on the condition, we modify the Ziegler and Nichols' approach to design the fuzzy P+ID controller. In this case, the stability of a system remains unchanged after the PID controller is replaced by the fuzzy P+ID controller without modifying the original controller parameters. When a plant can be described by any modeling method, the fuzzy P+ID controller can be determined by an optimization technique. Finally, this controller is used to control a nonlinear system. Numerical simulation results demonstrate the effectiveness of the fuzzy P+ID controller in comparison with the conventional PID controller, especially when the controlled object operates under uncertainty or in the presence of a disturbance     

Study of Learning Fuzzy Controllers

This paper compares two types of learning fuzzy controllers, the self-organizing fuzzy (SOF) controller and the hybrid self-organizing fuzzy proportional–integral–derivative (SOF-PID) controller. The SOF is an extension of the rule-based fuzzy controller, with additional rule creation and rule modification mechanisms. The hybrid SOF-PID comprises the SOF as a learning supervisory controller readjusting the proportional gain of the PID controller at the actuator section, when the system is on line. The structures of the SOF controller and the hybrid SOF-PID controller are studied. The performances of the SOF controller and the hybrid SOF-PID controller are compared by applying them to a two-link non-linear revolute-joint robot arm. For the path tracking experiments, the hybrid SOF-PID controller followed the required path more closely and smoothly than the SOF controller. The results of the experiments for the SOF controller and the hybrid SOF-PID controller are also compared with those obtained with a conventional PID controller, using the same values supplied at the setpoint.     

New type of controller: the proportional integral minus delay controller

In the design of a control system, the derivative controller is often required to obtain a quick response. However, when the control system is subject to noise inputs, the functioning of the derivative controller may be jeopardized owing to its sensitivity to high-frequency noise. In order to overcome this problem, a new type of controller, called the proportional-integral-minus-delay (PIMD) controller is proposed in this paper. It is shown that in addition to exhibiting almost the same characteristics as the conventional proportional-plus-integral-plus-derivative (PID) controller, the PIMD controller is less sensitive to high-frequency noise. It seems that an appropriate PIMD controller would be a good replacement for a PID controller. The output time responses of the closed-loop system with a PIMD controller and the frequency-response characteristics of a PIMD controller are obtained by computer simulation.     

Stability Analysis of Parallel Fuzzy P ＋ Fuzzy I ＋ Fuzzy D Control Systems

The study presented in this paper is in continuation with the paper published by the authors on parallel fuzzy proportional plus fuzzy integral plus fuzzy derivative (FP + FI + FD) controller. It addresses the stability analysis of parallel FP + FI + FD controller. The famous"small gain theorem" is used to study the bounded-input and bounded-output (BIBO) stability of the fuzzy controller. Sufficient BIBO-stability conditions are developed for parallel FP + FI + FD controller. FP + FI + FD controller is derived from the conventional parallel proportional plus integral plus derivative (PID) controller. The parallel FP + FI + FD controller is actually a nonlinear controller with variable gains. It shows much better set-point tracking, disturbance rejection and noise suppression for nonlinear processes as compared to conventional PID controller.     

一种分数阶预测控制器的研究与实现

本论文研究了一种新型预测控制器RTD-A的分数阶实现方法及应用. 与常规控制器比较, RTD-A控制器具有参数意义明确, 易于整定和实施的优点. 论文将RTD-A控制器扩展到分数阶形式, 并与经Z-N法整定的分数阶PI?D1控制器和Wang-Juang-Chan法整定的PID控制器进行了比较. 所提出的分数阶预测控制器在设定值跟踪, 克服负荷扰动, 鲁棒性等方面都有较理想的控制性能. 仿真结果验证了这种分数阶预测控制器的有效性.     

模糊控制器的实时精确算法与优化设计

将T-S型模糊控制器与PID控制器相结合,提出了TS-PID模糊控制器模型。推导出了输入采用正规模糊集、三角形全交迭隶属度函数的典型TS-PID模糊控制器的插值解析表达式,揭示了TS-PID模糊控制器本质上是一种非线性PID控制器,为实际应用提供了一种快速精确的控制算法。基于该插值表达式,进一步探讨了利用遗传算法对TS-PID模糊控制器进行优化设计的方法。