基于载波相移的MMC电磁暂态仿真模型封装控制器设计

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）进行电磁暂态仿真时,面临着控制元件数量庞大、数据信号维数转换复杂等建模方面的问题。针对上述问题,提出了采用载波相移脉宽调制的MMC控制系统的高效建模方法。通过调用子程序实现经典控制器封装,解决了高维信号交互以及控制元件数量庞大的问题。通过控制模块自身重复调用等效子程序代替了建模过程中需要不断复制控制元件的过程,大大减少了仿真占用的计算资源。通过数组的形式进行多维数据交互,进一步简化了MMC建模过程。经PSCAD/EMTDC的仿真测试,提出的封装控制模型在降低建模规模的同时,具备与控制元件搭成的控制模型相同的精度。     

基于七阶EKF的永磁直线伺服系统变质量估计和扰动补偿

永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统易受摩擦力和推力波动等外部扰动的影响,为保证系统按照期望轨迹运动,需要对这些扰动进行补偿,而且系统质量信息的准确性对扰动补偿能力有很大影响。针对这一问题,提出一种基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的变质量估计和扰动补偿方法。首先,建立与电机位置有关的扰动模型,作为扰动补偿器。然后,采用七阶EKF计算电机初始位置、估计质量的变化并反映到扰动补偿器中,同时通过自适应律整定扰动模型系数确保扰动模型与实际扰动保持同步,实现对系统的变质量估计和扰动补偿。实验结果证明了所提控制方案的有效性与可行性,明显提高了系统的位置跟踪性能和抗扰性能。     

基于人工神经网络与有限状态机的变电站告警处理系统

结合人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)和有限状态机(Finite State Machine,FSM),对变电站告警信息进行处理。首先构建ANN权矩阵模型和学习算法,通过对历史数据库的学习获取各种事故和异常状态的逻辑推理和知识表达;进一步地,设计FSM模型实现信号的排查和告警过程记录;最后形成告警原因分析和结果处理的综合分析结果。通过实际电网案例对所提算法进行验证,结果证明该方法对于电力系统通用故障告警判断具有快速、容错和学习能力强等特点,对应用于大规模电力系统的在线故障诊断问题的解决具有重要意义。     

An Improved Torque Sharing Function to Minimize Torque Ripple and Increase Average Torque for Switched Reluctance Motor Drives

Abstract—This article presents a novel torque ripple minimization approach based on the genetic algorithm (GA) for the switched reluctance motor (SRM) drives. The fitness function of the GA is designed on the basis of two main optimization criteria. The first optimization criteria; three objectives are defined to optimize commutation angles minimizing torque ripple and copper loss. The second optimization criteria; an objective is defined to eliminate the negative torque which decreases the average torque in SRM drives. The achievement of all objectives depends on the adjusting appropriate the commutation angles of the torque sharing functions (TSF) during the commutation period. All of conventional TSFs are dependent on three different commutation angles, namely turn-on, turn-off, and overlapping. Due to the nonlinear phase inductances of SRM, the delay of current rising and falling time are not unity in overlapping commutation region. To overcome the separation of the incoming and outgoing phase currents during the commutation region, rise angle, and fall angle are used instead of overlapping angle. GA is used to optimize the commutation angles of conventional (sinusoidal) TSF and improved (sinusoidal) TSF. At the same time, the elimination negative torque effects on torque ripple, average torque, and copper loss is investigated.     

基于逻辑时序的选线装置和馈线自动化终端配合风险研究

在复杂接地故障下,新型小电流接地选线装置选线轮切逻辑与就地型馈线自动化终端逻辑时序失配,导致故障线路断路器多次分合闸。针对此问题,本文基于小电流接地选线装置和馈线自动化终端的技术原理,结合事故案例对选线装置与馈线终端失配风险等进行分析,提出小电流接地选线装置与馈线自动化终端配合原则,并在部分地市局进行试点应用。应用结果表明,所提原则提升了选线装置与馈线终端的适配能力。     

基于模糊滑模算法的永磁同步电机无位置传感器矢量控制

针对传统超螺旋算法二阶滑模观测器(STASSMO)在进行永磁同步电机(PMSM)转子位置和转速估算时固定滑模增益导致鲁棒性差的问题,在已有的稳定条件下提出一种模糊超螺旋算法二阶滑模观测器(FSTASSMO)。利用模糊控制器按照模糊规则进行滑模增益的整定,实现了超螺旋算法滑模增益自整定过程,提高了观测精度,拓宽了有效观测范围,增强了PMSM无位置传感器矢量控制系统的鲁棒性。最后,在MATLAB环境下搭建仿真控制系统对所提出的算法进行验证,结果表明所提算法有效可行。     

PID双闭环在吸盘机械手位置控制系统中的应用

针对步进电机实际应用中会出现失步或过冲现象导致的速度和位置控制不准问题,结合吸盘机械手移动定位问题,设计了一种基于PID双闭环算法的步进电机位置控制系统。该系统由STM32控制器、光电编码器、槽型光电开关以及LV8729驱动电路等组成。在软件上研究了以PID双闭环算法为基础,探究了步进电机位置的闭环控制方法,并在实际项目中验证了系统控制方案的可行性和良好的控制性能。     

正交滤波相量算法的故障暂态响应及校正方法

正交滤波相量算法在故障暂态过程中的响应与故障前电气量及故障初相角有关,输出结果不确定。为更快得到准确的故障后相量,利用正交滤波器的等效变换提出1种校正方法,以故障起始时刻为起点,仅利用故障后的采样值,随着不断扩展的数据窗,迅速将正交滤波相量算法输出校正到故障稳态结果,通过理论分析和数字仿真验证了该校正算法的有效性。所提出的校正算法适用于电流、电压、阻抗等电气量的计算,不受频率偏移和故障前电气量影响,相比于滑窗相量算法和两点乘积等短窗算法,性能有较大提高,且计算量增加不大。     

基于新型积分分离PID控制算法的无刷直流电机控制系统

为了提高无刷直流电机(BLDCM)的控制性能,在传统PID控制方法的基础上提出了一种基于新型积分分离PID控制算法,并将其应用于BLDCM转速和电流闭环控制中。该控制方法不但具有较强的抗负载扰动能力,而且可有效解决传统PID控制引起的控制量超过被控对象从而造成系统振荡的问题。新型积分分离PID控制算法结合了积分分离PID控制算法和带死区的PID控制算法的优点,既可以延长控制系统的使用寿命,又可以对系统偏差进行限制。通过MATLAB/Simulink仿真和试验验证了所提方法的有效性与实用性。     

基于电流延时补偿的逆变器控制策略

针对三电平逆变器并网系统,研究了一种基于电流延时补偿的逆变器控制策略。首先,根据三电平逆变器并网系统的拓扑,研究了一种改进空间矢量调制策略,可以有效降低共模电压。然后,研究基于电容电流反馈的有源阻尼控制方法和补偿延时的电流半周期控制策略,分析表明半周期控制策略能够避开阻抗极性跃变,提高系统稳定性。最后,通过仿真和试验验证了该方法的有效性。