基于事件触发的互联电网负荷频率模型预测输出反馈控制

开放式通信环境不可避免地会导致通信延迟现象的产生,针对多区域负荷频率控制系统提出了基于事件触发的模型预测输出反馈控制方案。模型预测控制器通过延迟通信网络交换预测输入序列,构造Luenberger型观测器以提供传输到本地控制器的状态估计。此外,通过比较实际状态观测值与模型输出反馈控制器中使用的估计值之间的偏差来设计事件触发条件,扩展最大允许的时间间隔,从而减少通信资源的利用。最后,对四区域负荷频率控制系统进行仿真研究,结果表明在具有时变延迟和随机分组丢失的非理想通信网络中,所提出的方法能够提高系统的控制性能,并减少网络信息传输量。     

基于龙伯格观测器的变频一体机谐波电流抑制控制

针对无速度传感器高品质矢量控制在变频一体机中的应用,在龙伯格观测器基础上,设计改进的反馈增益矩阵,保证转子磁链观测和转速估算收敛速度的同时,又兼具低频区电机转速观测的稳定性。针对大负载工况中间母线电压波动引起的电机端电流谐振问题,设计自适应谐振控制器,通过电机端电流中谐波幅值实时调整谐振调节器补偿量,实现了电机端电流中特定频率谐波的无静差控制及良好的动态性能。仿真和电机对拖实验验证了该控制策略的有效性。     

宁波地区基于统计升尺度的新能源区域功率预测算法

为实现电网调度对大规模风电场和光伏站的监控和调度,需要进行新能源区域功率预测。提出了一种基于子区域划分和统计升尺度的区域功率预测算法,通过浙江区域9个风电场和16个光伏站2016年4-9月的历史数据,对比了6种不同的组合方案,发现利用互信息理论,基于最大相关–最小冗余原则累加选取4个代表站点或者直接选取9个代表站点,采用布谷鸟搜索算法训练得到各个代表站点的权重,升尺度得到区域功率预测误差较低,月均方根误差(RMSE)分别为8.51%和7.64%。说明在夏季风盛行时,在浙江区域采用互信息为指标,基于最大相关–最小冗余的原则选取代表站点后,再采用布谷鸟搜索算法得到子区域功率预测值,累加各子区域功率预测结果为最终的区域功率预测结果最优。     

电流源型PWM整流器交直流侧解耦控制策略研究

三相电流源型整流器CSR(current source rectifier)作为恒压源输出时,直流侧并联大电容,使系统建模复杂度及控制难度大大增加,针对这一问题,将d轴定向于交流侧电容电压,简化d-q坐标系下动态数学模型。为抑制谐振和直流侧电压谐波,首先设计了一种交流侧采用虚拟电阻的有源阻尼控制,直流侧采用状态反馈控制的策略。通过整定状态反馈系数回馈状态变量来控制输出变量,提高系统的动态响应特性及直流稳压性能;利用高通滤波器,降低直流侧低频信号对交流侧的影响;因直流侧LC低频滤波特性,抑制了交流侧高频信号的影响,从而实现交直流侧的独立解耦控制。其次,调节q轴开关分量来实现网侧单位功率因数运行。最后采用Matlab/Simulink仿真验证该控制策略的合理性和可行性。     

Decentralized bounded input bounded output stabilization of perturbed interconnected time-delay power systems with energy storages

This paper presents a new decentralized bounded input bounded output (BIBO) stabilization problem for a class of interconnected time-delay systems and its application to power systems with energy storages. We first provide conditions for the derivation of an ellipsoid that bounds a given linear functions of the state vector. Then, a design procedure is proposed to synthesize decentralized static output feedback controllers. The designed controllers guarantee that a given linear functions of the state vector, starting from any initial condition, converges exponentially to its prescribed zones. To deal with the time-delay issue, we use an improved weighted integral inequality recently reported in the literature to derive less conservative exponential stability conditions. Then, our presented control approach is applied to an interconnected power system integrated energy storages with multiple time delays. We synthesis decentralized static output feedback load frequency controllers to guarantee that the system frequency and interchanged power converge to their prescribed zones exponentially from any initial conditions. The controller’s construction is simpler and easier for implementation due to only the local output measurements are required. In order to systematically obtain the controller gains, an effective procedure using linear matrix inequality based stabilisation criteria, which can be solved by various computation tools, is provided. Finally, the effectiveness of the proposed control scheme is verified by comprehensive simulations.     

非仿射纯反馈不确定系统预设性能鲁棒自适应控制

针对一类结构和参数及控制方向均未知的非仿射纯反馈非线性不确定系统,提出了一种保预设性能鲁棒自适应控制方案。首先引入性能函数和误差转换函数,通过误差转换将原始的输出误差存在性能约束的受限系统转换为等价的非受限系统;其次,基于中值定理将非仿射型系统转化为具有线性结构形式的时变系统,并同时利用自适应投影算法对有界时变参数进行辨识,参数辨识误差和外界干扰采用非线性阻技术项进行补偿;随后综合运用反演技术和Nussbaum函数设计控制器并进行稳定性分析。所设计的控制器不仅能够保证闭环系统所有信号有界且输出误差满足预设的瞬态及稳态性能要求;最后,仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性。     

磁链微分反馈的双馈风力发电机无速度传感器控制

针对双馈风力发电机无速度传感器模型参考自适应算法中纯积分环节造成的直流偏置和定子磁链振荡问题,提出磁链振荡改进控制策略。以分析双馈电机定子磁链振荡产生的因素为基础,建立定子磁链振荡模型,并通过对双馈电机定子磁链定向矢量控制原理的分析,提出将模型参考自适应算法中的定子磁链观测与双馈电机矢量控制结合起来考虑,利用定子磁链微分反馈和有功电流共同作用来抑制观测定子磁链振荡的控制策略。实验分析表明,该方法能有效抑制定子磁链的振荡和过冲,准确观测双馈电机转速,在亚同步速、同步速、超同步速3种状态下具有良好的动静态性能。     

曲面轮廓恒力跟踪的非线性双闭环控制

针对机器人在跟踪未知曲面轮廓运动时,由于缺乏位置信息导致的接触力不恒定的问题,提出了非线性双闭环控制方法。该方法中的双闭环包括运动倾角的实时反馈校正器,以及基于非线性PID的法向接触力控制器。非线性PID控制器是由非线性跟踪微分器(TD)和状态误差反馈(SEF)构造的,基于线性PID框架的非线性控制器。首先,根据受力模型得到基于力反馈的运动倾角校正策略;另外,考虑到多维力传感器维间耦合的影响,对Maxwell三维力传感器的解耦矩阵进行了标定;同时,提出了力信号的自适应惯性滤波方法,改善了滤波器的灵敏度和稳定性,综合性能提高了34.42%;最后,实验验证了双闭环控制方法能有效提高力控制精度和稳定性,具有较强的可执行性和适应能力。     

刚体飞行器姿态机动的模型预测控制方法

针对一类刚体飞行器的姿态机动问题,提出了一种将飞行器姿态驱动到设定姿态的模型预测控制算法。通过构造合适的控制性能指标函数,对经反馈线性化处理的飞行器姿态运动方程设计了模型预测控制器。由于预测控制的一个重要特征是能实现对设定参考点或参考轨迹的有效跟踪,因此将要解决的飞行器姿态机动问题转化为对设定姿态的跟踪问题。仿真结果表明,所提出的模型预测控制算法成功实现了飞行器的姿态机动。     

基于九开关级联的多端口能馈型高压变换器

为解决工业现场中高压大容量电机群负荷的驱动及再生能量利用问题,提出一种基于九开关逆变器单元级联的多端口能量回馈型高压变换器。通过与现有三相桥式逆变器级联技术对比,分析适用于九开关逆变器的级联方法。详细分析了新变换器拓扑结构、功率分配模式、控制策略及优缺点,并以6单元级联双负载端口的6 kV高压变换器为例,通过Matlab仿真验证了该拓扑及控制策略的可行性和有效性。该变换器为负载端口间的再生能量提供了直接传递通道,降低了能量回馈压力;且大幅减少了开关、电容以及变压器绕组数量,提高了可靠性;其端口扩展灵活,对于多负荷工况具有较强的适应性。