Automatic Train Operation Based on Adaptive Terminal Sliding Mode Control

This paper presents an adaptive terminal sliding mode control(ATSMC) method for automatic train operation. The criterion for the design is keeping high-precision tracking with relatively less adjustment of the control input. The ATSMC structure is designed by considering the nonlinear characteristics of the dynamic model and the parametric uncertainties of the train operation in real time. A nonsingular terminal sliding mode control is employed to make the system quickly reach a stable state within a finite time, which makes the control input less adjust to guarantee the riding comfort. An adaptive mechanism is used to estimate controller parameters to get rid of the need of the prior knowledge about the bounds of system uncertainty. Simulations are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed controller, which has robust performance to deal with the external disturbance and system parametric uncertainties. Thereby, the system guarantees the train operation to be accurate and comfortable.     

基于干扰观测器的终端滑模控制研究

针对一类非线性不确定系统,提出一种带干扰观测器的终端滑模控制TSMC方案.在不考虑外部干扰的影响下,设计了终端滑模控制,保证系统状态在有限时间内收敛到零;当存在干扰时,构造了非线性干扰观测器系统,以在线逼近未知外部干扰,消除其影响.考虑输人通道的不确定性,采用自适应方法在线逼近不确定的上界,并采用Lyapunov方法严格证明了自适应闭环系统的稳定性.对一级倒立摆系统进行仿真,仿真结果表明了所设计控制方案的有效性.     

基于dq坐标双级矩阵变换器的闭环控制研究

双级矩阵变换器(TSMC)是一种很有发展潜力的矩阵变换器,在实际应用中,TSMC常会遇到输入电压波动和输出负载变化等扰动,TSMC现有的控制方法均为开环控制,TSMC不能根据扰动自动修正开关函数,因此其输出电压会在扰动下产生波动。提出了基于dq坐标系TSMC输出电压的闭环控制方法:通过三相静止坐标到两相同步旋转坐标(dq坐标)的转换,将TSMC系统中的三相交流量变为适合PI闭环控制的直流量,使得PI控制器能够在扰动情况下自动调节TSMC逆变级开关函数,维持输出电压幅值恒定,保证了TSMC高性能的输出。仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

双级矩阵变换器直驱风力发电系统最大风能追踪

提出了一种双级矩阵变换器(two stage matrixconverter,TSMC)直驱风力发电系统最大风能追踪控制策略。基于爬山法,通过引入中间变量实现对系统捕获风能状态进行判断,在此基础上,提出基于集成控制的最大风能追踪(maximum power point tracking,MPPT)算法。在Matlab中建立了TSMC风电系统仿真模型。仿真结果表明:新的MPPT算法通过对风力发电系统逆变级无功功率分阶段性的控制,不仅具有较好的准确性和稳定性,而且加快了系统捕获最大风能的速度。     

TFT LCD中Γ校正的系统设计与实现

以分辨率240RGB×320的小尺寸彩屏TFT LCD为研究对象,针对驱动系统传送的视频数据不能正确反映亮度在大脑中形成的感觉问题,进行Γ校正电路设计。借助ORCAD PSPICE仿真软件,并采用TSMC 0.25μmMixed-Signal Salicide工艺完成电路仿真设计。仿真结果表明:系统设计的电路很好地实现了幅度调节、斜率调节、以及微调节功能。     

双级矩阵变换器的自抗扰闭环控制

自抗扰控制是一种基于过程误差来减小误差的非线性鲁棒控制技术,适用于不确定性系统的控制.针对双级矩阵变换器(TSMC)系统的非线性强耦合特点,将自抗扰控制技术应用于TSMC的闭环控制中,建立了dq坐标系上TSMC的数学模型.根据模型的耦合、不确定性,引入自抗扰控制器,对系统内外扰进行观测和补偿.文中分析了自抗扰控制器ADRC各环节的功能原理、设计方法及参数整定规律.仿真结果表明,基于ADRC的闭环控制可保证TSMC系统在各种扰动下具有良好的动静态性能,验证了该控制策略的优越性.     

拓宽双级式矩阵变换器反向发电功率范围的控制策略

基于一种双级式矩阵变换器反向发电系统结构,研究其实现升压发电的控制方法,提出一种能够拓宽反向发电功率范围的控制策略,对变换器调制比进行闭环控制,使得轻载时发电机能自动减小励磁电流,从而使系统能够正常工作。这种励磁调节的方法与常规的恒压励磁控制不同,它是将励磁控制与变换器调制比控制相结合,拓宽了反向发电功率范围,提高了系统性能。实验结果验证了该新型控制策略的有效性。     

TSMC直驱风力发电系统MPPT优化控制

以基于双级矩阵变换器(TSMC)的永磁同步风力发电系统为研究对象,阐述了最大风能追踪的原理,分析了TSMC直驱式风力发电系统的功率集成控制,提出了一种利用转子转动惯量功率实现最大风能追踪的控制算法。在传统功率控制算法中加入一个比例控制器,加快了系统捕获风能的速度。在Matlab中搭建了TSMC风力发电系统的仿真模型,仿真结果表明:新MPPT算法在风速突变时,加快了系统的动态响应;在风速不变时,保持系统的稳定运行,使系统能快速且准确地捕获风能。     

基于抗积分饱和速度调节器的TSMC-PMSM矢量控制

研究了双级矩阵变换器驱动的永磁同步电机(TSMC-PMSM)矢量控制系统。针对传统的PID速度调节器会产生积分windup现象,使系统产生超调和振荡问题,提出了基于抗积分饱和(anti-windup)速度调节器的TSMC-PMSM矢量控制方法。anti-windup控制策略能使速度调节器出现饱和时,快速退出饱和区。仿真结果表明,抗积分饱和速度调节器能有效抑制windup现象,减小系统的超调量,提高整个控制系统的稳定性。     

基于TSMC的柔性分频输电系统变频换流技术研究

将双级矩阵变换器代替传统倍频设备,采用整流级有零矢量的双空间矢量调制策略和零电流换流方法,实现柔性分频输电系统新型变频换流站.MATLAB的仿真结果表明,本方案能明显提高输电系统的传输效率,有效降低系统无功功率,抑制并网电流谐波分量.