永磁直驱风力发电机自抗扰技术及其无位置传感器控制策略

针对永磁直驱风力发电机传统矢量控制动态性能差,抗扰动能力弱的问题,提出一种双环线性自抗扰控制系统。在此基础上针对传统滑模观测器抖振等因素造成的速度和位置角观测误差较大的问题,提出改进型自适应滑模观测器。结果表明所设计的速度和电流双环线性自抗扰控制策略能有效提高转速跟踪性能和电流波形质量;在滑模观测器的基础上结合自适应算法精确观测反电动势,借鉴锁相环原理代替反正切函数估算出转子转速和位置角,相比传统滑模观测器具有更高的估算精度。     

无速度传感器DFIG最大风能捕获Backstepping终端滑模控制

以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,将两相同步旋转坐标系下的转子磁链定向数学模型看作两个子系统,分别设计Backstepping终端滑模控制器,实现最大风能捕获。设计一种基于非奇异终端滑模的DFIG转速和磁链观测器,采用高阶终端滑模面有效抑制抖振。仿真结果表明所设计的观测器和控制器均具有强鲁棒性,能实现无静差跟踪,系统响应快,稳态精度高。     

基于定子电流的双馈电机变结构MRAS转速观测

提出一种基于定子电流的变结构模型参考自适应观测器,用于定子磁链定向的双馈风力发电机无速度传感器矢量控制系统的转速观测。该方法选取双馈风力发电机的定子电流测量值作为参考模型,定子电流可调模型由定子磁链及转子电流获得,利用两模型输出的叉积构造滑模面,转速信息采用滑模算法获得。理论分析和仿真结果表明所提方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。     

垂直轴永磁同步风力发电机侧整流器的终端滑模控制

滑模控制在提高滑模面速度时会有较大抖振。文章设计了一种新型滑模控制器,该滑模控制器不需要微分估计器及额外的滤波装置,就可抑制系统的抖振。结合矢量控制技术,采用文章方法分别设计永磁同步发电系统的速度外环和电流内环的滑模控制器,保证转速和电流在有限时间内跟踪相应的给定参考,实现最大风能捕获。仿真结果表明:与PI控制器和线性滑模控制器相比较,该控制策略实现风力发电机侧的最大风能捕获的同时,提高了系统的动静态性能。     

基于ISTSMC和改进EKFSMO的PMSM无传感器矢量控制

在采用内环矢量控制(Field orientation control,FOC)和外环经典比例积分(Proportional integral,PI)控制的永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动系统中,容易出现外部扰动检测精度低、抖振、速度环超调大等不确定性缺陷。为了解决PI控制的抖振缺点,提高系统抗干扰性,提出了一种积分超螺旋滑模控制(Integral super twisting sliding mode controller,ISTSMC)。为了实现无位置传感器控制以及电机转速与位置的在线估计,采用基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalmanfilter,EKF)的滑模观测器,并且设计了一种分段正弦型函数代替传统的基于sgn函数的滑模观测器降低抖振现象。在Matlab/Simulink仿真下,分析了该系统在各种故障扰动、反转运行和负载扰动下的速度响应和检测精度能力。结果证明了所提系统的可行性以及优越的动态性能。     

基于MRAS的双馈风力发电机无速度传感器直接转矩控制

针对速度传感器安装不方便、成本高,磁链观测对电阻依赖性强的问题,提出一种基于模型参考自适应策略的速度、电阻自适应转子磁链观测器,该观测器以转子电流和转子磁链为状态变量,应用李雅普诺夫稳定理论获得转速自适应律,实现转子转速和定子电阻辨识.建立了Matlab/Simulik环境下的双馈风力发电机无速度传感器直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明该方法可实现转子磁链的精确辨识,有效减少双馈发电机的定子电阻对系统特性的影响,提高了系统的稳定性和鲁棒性.     

双馈风力发电机无速度传感器控制

提出了一种新型的基于模型参考自适应原理的双馈风力发电机的无速度传感器矢量控制方案.根据双馈风力发电机运行的特点,针对双馈发电机并网前空载励磁阶段和并网后发电运行阶段分别采用了不同的无速度传感器矢量控制方案.在发电机并网前,根据双馈发电机空载时定子侧电压矢量的q轴分量估计发电机并网前转速及转子位置.在并网运行阶段采用了一种基于双馈电机磁链关系的模型参考自适应方法进行转速及转子位置的跟踪.最后在理论分析的基础上,在实验室的双馈风力发电机组模拟平台上进行了实验研究.实验结果证明了该文提出的双馈风力发电机无速度传感器矢量控制方案的正确性和可行性.     

基于SMO电动汽车用内置式永磁同步电机无位置传感器控制

针对电动汽车驱动用内置式永磁同步电机,讨论滑模观测器的无位置传感器控制方法,介绍基于该方法的转子位置检测原理,给出控制算法的实现过程。通过Simulink建立内置式永磁同步电机无传感器,控制系统的仿真模型进行仿真。结果表明,基于滑模观测器的无位置传感器控制可以实现较小的估计误差,确保电机高性能运行。     

比例积分型线性超螺旋算法滑模观测器的感应电机无传感器控制

在无速度传感器感应电机调速系统中,针对滑模观测器存在滑模抖振与观测精度间的平衡问题,设计一种强鲁棒性的比例积分型线性超螺旋算法滑模观测器。首先,利用李雅普诺夫理论证明线性超螺旋算法的稳定性。然后,通过设计转子磁链观测器的中间变量,建立基于定子电流误差项的比例积分滑模面,构造出新的滑模磁链观测器。仿真与实验表明,该观测器有效抑制了滑模抖振,提升了电机的磁链观测与抗扰动能力,在电机运行时有较高的观测精度,提高了系统的动稳态性能。     

基于干扰观测器的电子节气门连续滑模控制

电子节气门是一种典型的非线性系统,采用一般的滑模控制会产生不可消除的抖振,影响控制效果.为解决这一问题,提出基于干扰观测器的滑模控制,其中干扰观测器前馈补偿观测到的干扰,滑模控制器消除其他干扰,因此很大程度上降低了滑模控制器的切换增益值,达到削弱抖振的目的.通过MATLAB/Simulink平台的仿真试验,证明这种控制方法对消除抖振的可行性和有效性.     

基于转速估计的PMSM分数阶积分滑模控制

针对永磁同步电机(PMSM)运行过程中内部参数变化和外部负载扰动影响控制性能的问题,采用基于分数阶滑模观测器的PMSM分数阶积分滑模控制(FOISMC)策略。基于FOISMC技术,设计基于新型趋近律的分数阶积分滑模转速调节器,给出能保证系统全局鲁棒性的全程积分滑模面设计方法。基于分数阶理论和滑模控制理论构造分数阶滑模观测器,以实现对速度和转子位置角的高精度估计。仿真实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于非线性干扰观测器的风电机组自适应反演滑模控制

为了提高风力发电系统最大功率跟踪控制的工作性能,根据大范围风速波动运行条件的特性,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应反演滑模控制器。针对风力机单质量动态模型中气动转矩不容易获取的特点,利用非线性干扰观测器进行气动转矩的实时估计。基于最佳转速法,设计了一阶滑模控制器和反演滑模控制器。结合不确定项的自适应控制,进一步抑制滑模控制器的输出抖振、平滑转矩输出。通过与传统PI控制和一阶滑模控制的仿真比较,验证了该文所述控制器的正确有效性。     

Study on the control strategy for a boost converter used in hybrid energy storage system of electric vehicles

升压型直流变换器采用滑模变结构控制策略存在收敛速度较慢、抖振剧烈等导致的动态响应品质差问题。本文提出一种双幂次滑模趋近滞环控制策略,在电流跟踪误差估计值的基础上定义滑模面以实现电流跟踪控制,依据系统的未知扰动和负载变化建立自适应状态观测器,结合李雅普诺夫函数设计自适应律,并计算自适应占空比。提出一种双幂次趋近律,根据系统不同趋近过程的特点制定参数选择标准,对系统的动态响应品质进行目的性调节,并设计滑模滞环控制器以削弱由符号函数项所引起的抖振。对以上方法进行了仿真验证,结果显示可有效改善系统的动态特性和电流控制鲁棒性。     

永磁同步风电机组神经网络滑模多目标优化控制

将永磁同步风力发电机组中的变流器和电网用等效负载代替并对控制回路进行简化,得到非线性仿射形式的机组模型,利用反馈线性化方法对系统进行精确线性化。固定参数离散指数趋近律滑模控制算法主要缺陷是如两个参数匹配不当,可能会使求得的控制量过大,同时系统在滑模面附近剧烈的高频抖振会导致机组所要承受的机械应力增加,动态性能变差,利用神经网络的自适应学习能力对这两个控制参数进行实时优化,根据机组控制目标定义一个综合性能指标,通过优化该指标得到网络权值修正算法。仿真结果表明,该方法可以使系统快速到达滑模面,实现了机组对最优转速的快速跟踪;同时有效抑制了系统的抖振,减小了额外的疲劳载荷,实现了多目标优化控制。     

永磁直驱式同步风力发电系统滑模自寻最优控制

针对永磁直驱式同步风力发电机系统部分负荷阶段的最大功率捕捉问题,提出了一种滑模自寻最优控制策略。在风力机和永磁同步风力发电机非线性数学模型基础上,利用滑模变结构自寻最优控制算法实现风力发电系统最大功率捕捉,同时用自适应参数改善滑模变结构控制带来的输出颤振。该方法具有无须测量环境风速和精确风力发电系统数学模型的优点。仿真证明该方法具有良好的控制效果。     

APPLICATION OF FUZZY-SLIDE CONTROL IN PV MPPT SYSTEM

针对光伏电池输入输出具有强非线性的特点,设计一种模糊滑模最大功率跟踪控制方法;在光伏系统非精确数学模型基础上,利用滑模技术设计基于输出功率偏差的滑模函数,同时利用滑模函数及其导数构建模糊自适应校正器消除最大功率跟踪抖振,增加跟踪平滑性;仿真及实验证明了该方法的有效性.     

基于全鲁棒滑模控制双馈风力发电系统空载并网控制研究

为解决PI控制在双馈风力发电机并网控制中自适应和鲁棒性差等问题,文章根据定子磁场定向矢量控制方法和全鲁棒滑模控制方法,设计了双馈风力发电机的空载并网控制策略,引入带指数函数的时变因子项,消除到达阶段;并在切换控制中引入状态误差,提高状态的收敛速度和削弱抖振。通过与PI控制进行仿真比较,结果表明,所设计的全鲁棒滑模控制策略对电网电压波动和电机参数摄动具有较强的全局鲁棒性,且响应速度快,稳态误差小,保证了定子电压的稳定性,能有效实现空载并网。     

双馈感应风力发电机位置观测的实验评估

分析了一种无位置传感器双馈感应风力发电机矢量控制的实现方法,给出了无位置传感器转子位置信号观测的方法,最后采用DSP芯片构造了无位置传感器双馈风力发电机实验系统,对该位置观测方法进行实验评估,测试了无位置传感器双馈感应发电机的动静态运行性能,实验结果表明,该位置观测方式具有良好的动态控制性能.     

无速度传感器DFIG最大风能捕获终端滑模优化控制

针对双馈风力发电机(DFIG)这类复杂的强耦合、非线性系统,利用Backstepping终端滑模设计控制器实现最大风能捕获.采用微分跟踪器(TD)安排参考输入信号,解决初始误差大的问题.基于电流方程设计扩张状态观测器(ESO),对磁链和转速进行估计,以降低磁链和转矩脉动,实现无传感器运行,并对耦合等扰动项进行观测且加以补偿,从而简化Backstepping终端滑模控制器的设计.针对控制器和观测器中待整定参数较多的问题,利用萤火虫算法(FA)进行参数寻优.结果表明:该方案能够实现无静差跟踪,提高了系统的控制精度.     

基于ESO的PMSM驱动系统单相电流传感器模型预测转矩控制

针对仅有一相电流传感器的三相永磁同步电机(PMSM)系统,采用扩张状态观测器(ESO)技术构造观测器,以实现对其他两相电流和时变定子电阻的快速准确估计;为增强系统鲁棒性,设计改进滑模(SM)转速调节器;为减小转矩和磁链脉动,给出系统有限集-模型预测转矩(FS-MPTC)设计方法。所设计基于ESO的SM-MPTC策略能够使仅有一相电流传感器的PMSM系统可靠稳定运行,具有满意的动态性能和较强的鲁棒性。仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性。