基于线性扩张状态观测器的无刷双馈电机控制

无刷双馈电机内部存在复杂的非线性耦合关系,针对这些内部耦合项和外部扰动在实际中难于测得的特点,提出一种基于线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)的控制方法。首先建立无刷双馈电机在同步坐标系下的复变量模型,在此基础上分别对磁链和转速设计扩张状态观测器来估计系统的内部耦合和外部扰动并对它们做出补偿,进而实现系统的解耦控制,该控制策略不依赖系统的模型和参数。仿真对比结果表明,扩张状态观测器能够快速精确估计总扰动并做出补偿,具有很强的抗扰能力并可实现系统解耦。该控制器比传统控制器明显改进了系统的调节特性和鲁棒性。     

海上风电机组的无速度传感器控制

鉴于海上风力发电机组运行环境的复杂性和不确定性,不易安装速度传感器,提出一种基于Hamilton模型的自适应控制和扩张状态观测器(ESO)相结合的转速辨识理论的无速度传感器海上风电机组控制策略。首先根据海上风电机组本身的物理结构特性,建立其端口受控Hamilton结构模型;然后基于此模型设计系统的全维状态观测器得到系统的速度估计,实现系统无速度传感器控制;同时在控制器设计中还考虑外界干扰问题,利用扩张状态观测器对系统扰动进行实时观测并补偿;最后,通过Matlab进行系统仿真,验证所提控制策略的有效性。     

基于LQR方法的风电机组变桨距控制的动态建模与仿真分析

为了获得更好的变桨距控制效果,将扰动校正LQR(Linear Quadratic Regulator)应用到风电机组变桨距控制中,该方法通过设计扰动状态观测器估计出作为扰动量的风速,在输入量中加入一个反馈量来消除风速产生的扰动影响,然后根据LOR控制理论,计算出状态反馈矩阵.建立了风电机组的动态模型,并根据动态模型在Mat-lab7.1/simulink环境下进行了仿真.仿真结果表明,基于扰动校正的LQR控制方法超调小,变桨距执行机构疲劳度小,具有良好的动态性能.该方法易于工程实现,适用于变桨距控制系统.     

孤岛双馈异步风力发电机组自抗扰控制研究

针对孤岛运行双馈异步风力发电机输出电压易受负载切换影响、PI控制器对电机参数依赖性高等问题,建立了包含励磁电流动态过程与电机参数误差的数学模型。将电机参数误差和励磁电流动态过程分别视为系统的内扰与外扰,应用分离性原理和零极点配置方法设计双闭环自抗扰控制器替代PI控制器,扩张状态观测器可实时估计系统总扰动,并通过前馈进行补偿。建立兆瓦级DFIG孤岛运行仿真模型进行验证,结果表明文章控制方法能够有效抑制负载切换引起的电压扰动和电机参数变化的影响,提高了系统抗扰动性能。     

基于改进自抗扰的光伏并网逆变器直流母线电压控制

针对直流母线电压的控制性能受到各种不确定干扰因素负面影响的问题,提出一种改进型自抗扰控制策略以增强直流母线电压的控制稳定性。该策略采用级联扩张状态观测器来补充传统方法下未估计的剩余扰动,进而提升扰动估计抑制能力。最后,通过理论分析和仿真结果验证所提策略的有效性和可行性。     

水平轴失速型风力发电机组非线性鲁棒控制

基于分散鲁棒控制理论,结合高增益观测器,针对大型风力发电机组变桨距控制提出了一种新的非线性鲁棒控制方案(0NRC).该方法不依赖于对象的精确模型,通过积分环节对系统的非线性部分、不可测部分和扰动(即扩张状态)进行估测,能够提高风力发电机组变桨距控制系统的性能鲁棒性,改善系统在恒功率输出运行区域内的动态性能,而且设计简单易于实现,参数整定容易.同时,在阵风、阶跃风及随机风的作用下,对ONRC、精确反馈线性化(EFL)、PID进行数字仿真实验,结果表明,ONRC具有较好的动态性能和性能鲁棒性.     

基于参数观测器的不确定混沌电力系统参数辨识

针对混沌电力系统参数辨识存在的稳定性差和易受干扰等问题,提出一种基于未知参数观测器的电力系统参数辨识方法。分析2阶电力系统和4阶电力系统混沌运行状态的数学模型,并分别针对这2种模型的稳定和混沌状态,将电力系统的未知参数看作系统的未知状态,利用非线性状态观测器和稳定性理论,通过构造非线性增益函数和辅助函数得到未知参数观测器,实现混沌电力系统的参数辨识。仿真结果表明该方法具有较好的辨识速度和精度,且具有较好的鲁棒性。     

基于自适应非奇异智能终端滑模观测器的风力机载荷增广预测控制

为有效降低风力机在高风速运行时的不平衡载荷,提出一种基于自适应非奇异智能终端滑模观测器的载荷增广预测控制策略。首先,针对模型不匹配导致的模型预测控制性能下降的问题,将指令跟踪误差与系统状态的变化量增广为状态向量,设计增广预测模型以消除稳态跟踪误差;其次,设计自适应非奇异终端滑模观测器对系统状态进行估计,以提高控制系统的可靠性;然后,设计多目标变速灰狼优化算法同时对控制器和观测器参数寻优;最后,基于Simulink仿真平台验证了所提控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略可有效消除稳态误差,缩短调节时间并提高控制性能。     

基于分布式平滑控制的光伏群输出功率控制研究

针对单相并网光伏发电系统不确定性扰动难以准确估计和抑制的问题,提出一种基于不确定性估计器和扩张状态观测器的新型控制策略,在抑制未知扰动的同时提高光伏发电系统的电能质量。而后在此基础上,针对光伏群输出功率的控制,提出一种具有通信鲁棒性的分布式平滑控制方法。根据实验和仿真结果可知,基于UE-ESO的单相光伏并网逆变器控制方法能够提高单台光伏发电系统的稳态性能,基于DSC的PVC输出功率控制方法能够实现光伏群输出功率的有效控制。     

基于自抗扰技术的柴油机SCR装置非线性控制器设计与仿真

选择性催化还原(简称SCR)反应具有典型的时滞性和不确定性,并受到"添蓝"供给模块执行能力的约束以及大气环境、系统性能状态和未建模因素等的干扰,NOx排放的准确控制成为问题。提出了使用带时滞的一阶惯性环节作为SCR装置数学模型,采用了扩张状态观测器估计和补偿总和扰动的影响,设计了新型非线性自抗扰控制器。仿真结果表明,该控制器对外扰和模型参数摄动的鲁棒性强,NOx控制的快速性和超调的矛盾得到调和。