MT-HVDC系统下垂控制的传输损耗分析

为了研究多端高压直流输电(MT-HVDC)系统总功率损耗最小化问题,提出了基于变流器控制的系统下垂控制传输损耗最小化方法。以四端HVDC系统为例,介绍了电网侧和风电场侧变流器的不同控制模式,选取了3种不同配置的传输系统,分析了电网侧直流电压对传输损耗的影响。最终结合下垂控制引起直流电压降来研究功率损耗的变化,通过在Simulink构建四端HVDC系统验证了所提方法的有效性。     

基于扩张状态观测器的炮控系统串联滑模控制

针对坦克炮控系统中存在齿圈间隙、摩擦力矩和参数漂移等多种非线性因素造成系统驱动延时、换向振荡和低速“爬行”等问题,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的炮控系统串联滑模控制器.首先,利用系统内部可测信息,将炮控系统分解为n个串联的一阶子系统;然后,引入ESO估计各子系统的不确定性.在此基础上,基于backsteppi...     

四辊卷板机侧辊位移线性自抗扰控制

侧辊位移的精确控制对实现四辊卷板机高效加工至关重要,其核心问题是提高阀控非对称缸电液伺服系统的抗扰能力。由于电液伺服系统具有高度非线性和时变不确定性,传统非线性控制方法很难有效处理包含未知动态、外部扰动以及参数变化等的多源不确定扰动。提出一种四辊卷板机侧辊位移线性自抗扰控制方法。综合考虑各种不确定扰动因素的影响,设计了线性扩张状态观测器进行实时估计,采用状态误差反馈控制律给予主动补偿,并消除跟踪误差,证明了线性扩张状态观测器状态观测误差的收敛性和电液伺服系统的闭环稳定性。试验结果表明,所设计的线性自抗扰控制器能有效抑制电液伺服系统中多源不确定性扰动,实现侧辊位移的快速、精确轨迹跟踪。     

磁悬浮系统的积分滑模自抗扰控制

针对磁悬浮系统存在着非线性、时滞和易受到其它不确定性因素干扰的问题，首先建立了单自由度的磁悬浮系统模型，提出一种基于积分滑模自抗扰的位置控制算法。算法利用扩张状态观测器对悬浮球的位置和未知干扰进行估计，再将估计的位置信息和干扰项用于控制的反馈和控制量的补偿。将积分滑模控制引入到非线性状态误差反馈控制律中，设计了积分滑模自抗扰控制器，并根据Lyapunov理论对控制系统的稳定性进行了证明。仿真结果表明，所设计的积分滑模ADRC控制器实现了对磁悬浮球的位置控制，对系统存在的内外扰动和不确定性具有较强的鲁棒性，同时能对设定位置信息进行跟踪，并有较好的动态特性。     

高压直流输电系统的建模与仿真

介绍了高压直流输电系统（HVDC）的基本原理,整流侧采用定电流控制方式,建立了基于MATLAB的高压直流输电系统仿真模型。通过对交流系统以及直流线路短路故障的仿真分析,验证了所建立仿真模型的合理性。仿真结果表明,该方法能较准确地观测暂态过程中高压直流输电系统的动态性能。     

基于ESO与反步法的永磁同步电动机非线性控制

在永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)运行期间,存在许多未知不确定项和未知干扰,其为一种多变量、高阶次、强耦合的非线性系统。为了能够分别对系统中各个状态量中的不确定性干扰进行动态补偿,构造了一种低阶的扩张状态观测器(Extended State Obeserver,ESO)。同时,为了对系统稳定性进行有效控制,利用反步设计法(Backstepping)构造了稳定的Lyapunov函数,从而提出了一种控制方法,减轻了ESO的跟踪负担。为了验证上述方法,针对某一永磁同步电动机系统模型进行相应仿真。仿真结果表明,系统具有良好的跟踪性能和较强的抗干扰能力。该设计方法可行且效果良好。     

基于改进遗传算法的高压直流输电系统逆变器定电压自抗扰控制器的设计

换流站中整流器和逆变器具有良好的控制性能是HVDC系统安全稳定运行的保证.自抗扰控制器(ADRC)对系统时变和不确定性干扰具有良好适应能力,但参数不易整定.本文将一种综合考虑控制器动态性能和被控对象输入受限的改进遗传算法应用到ADRC的参数整定中.将其应用到直流输电系统的逆变器控制器的设计中,仿真结果表明所设计的逆变器定电压自抗扰控制器具有良好的控制性能,对系统的外扰和模型参数的摄动具有良好的适应性.     

基于PID参数自整定的双容系统抗扰控制

针对双容液面调节系统的非线性、参数时变的特点,基于现代控制理论设计了带扰动观测器的模糊自整定控制器.把这种控制器应用在双容液面调节系统中,既实现了PID控制器参数的在线自整定,又增强了系统的抗扰能力.仿真试验表明,这种方案极大地提高了被控对象的静态和动态性能,对参数时变的适应能力强,鲁棒性好.该方案同样可以用于其他非线性、时变系统.     

一种改进型ADRC实现的机床进给用永磁直线同步电动机调速系统

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)这一具有未知强非线性、变量耦合性,存在未建模动态和不确定外扰等特点的对象,提出了一种改进型一阶自抗扰控制器(ADRC)并给出其离散形式,它克服了常规自抗扰控制器非线性状态误差反馈控制律中非线性函数的不平滑性,同时利用其扩张状态观测器观测系统内部扰动和外部扰动,并进行补偿,实现了PMLSM调速系统的实时动态线性化.仿真对比分析和实验研究表明,这种改进型ARDC实现的PMLSM调速系统具有很好的动态、静态特性及鲁棒性.     

基于非奇异终端滑模的电机伺服系统预设性能控制

针对电机伺服系统角度跟踪控制问题,提出非奇异终端滑模(Nonsingular terminal sliding mode,NTSM)与扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)相结合的预设性能控制策略。利用性能预设函数(Prescribed performance function,PPF)将角度跟踪误差转化为一个变换误差,通过控制变换误差的有界性间接保证角度跟踪误差始终在预设范围内。构造ESO观测系统的模型不确定性,包括系统参数偏差、非线性摩擦和外部扰动等,并用于控制器的前馈补偿设计以提升跟踪性能;同时设计NTSM控制律保证系统的有限时间稳定性。通过Lyapunov稳定性理论证明了所提控制策略可以保证变换误差的有界性和闭环系统的稳定性。基于电机伺服系统试验平台的对比试验结果表明,所提控制策略在不同频率期望轨迹的条件下,均具备较好的控制精度,相较于NTSM+ESO控制器和NTSM控制器,控制性能分别提升了14%和37%左右,验证了所提控制策略的有效性。