新型抗饱和PI控制器及其在异步电动机调速系统中的应用

提出了一种新型抗饱和PI控制器的设计方法,通过引入反向计算系数减小了积分饱和对系统的影响,给出了新型抗饱和PI控制器的系统框图,并且证明了该算法的稳定性、为了提高异步电动机调速系统的动态性能,把这种抗积分饱和的Pl控制器应用到了PWM逆变器供电的异步电动机矢量控制系统中.利用Matlab软件进行了仿真实验,仿真实验结果验证了这种算法的有效性,表明这种新型PI控制器可以有效地降低调速系统的超调量,缩短系统的稳定时间,同时还可以提高系统对负载扰动的鲁棒性.     

垂直轴SRG风力发电系统MPPT动态滑模控制研究

以垂直轴风力机与开关磁阻发电机(SRG)为对象,研究了基于风速跟踪的垂直轴开关磁阻风力发电系统MPPT动态滑模控制(SMC)算法。介绍了SMC原理,设计了系统动态滑模控制器,采用Matlab/simulink建立了系统仿真模型,对风速阶跃变化的不同工况进行理论仿真实验。仿真结果表明,所设计的SRG风力发电滑模控制器具有良好的鲁棒性,能使开关磁阻风力发电系统具有良好的动态性能实现风力机最大功率点跟踪,为实际应用提供理论支持。     

MMC控制系统时序逻辑与子模块故障监测

对模块化多电平换流器(MMC)采用站级控制器、子模块控制器(SMC)和阀基控制器(VBC)3层控制系统。设计了SMC与VBC之间的时序逻辑,保证了控制系统的实时性。当硬件模拟电路检测到子模块出现过电压或者欠电压时,如果过电压或者欠电压时间超过20μs,则SMC将故障信息传送至上层控制,有效降低了保护系统误动的概率。对采用了上述控制系统的MMC物理模拟系统进行了稳态实验,实验结果表明,系统能够有效控制直流电压、输送功率,并使子模块电压稳定在150 V左右。     

基于分数阶PI~λ的MMC并网控制策略

模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)由于其具有输出电平数目多、输出电能质量高等优点被广泛应用到并网逆变系统中,本文针对MMC并网控制提出了基于分数阶PIλ的前馈电流解耦控制策略,在满足系统稳态性能的同时,进一步提高系统的动态性能与鲁棒性。PIλ控制器的参数设计主要结合向量法与ITAE准则,并采用改进的Oustaloup近似算法与Tustin离散化方法实现控制器的数字化应用。通过仿真与实验比较分数阶PIλ控制器与传统PI控制器的控制效果,证明分数阶PIλ控制器具有更好的跟踪性能,更快的响应速度,得到的网侧电流谐波畸变率(THD)更低,更好地实现了MMC并网运行。     

新型模块化多电平变流器的控制策略研究

针对轻型直流输电系统(VSC-HVDC)的应用,基于新型的模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,简称MMC)结构,建立了MMC变流器系统的电磁暂态模型,分别研究了MMC变流器的装置级控制和系统级控制.其中装置级控制实现了对MMC变流器的多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制和直流侧电容电压平衡控制;系统级控制利用基于反馈线性化的非线性控制器,实现了对系统有功功率和无功功率的解耦控制.通过仿真软件PSCAD/EMTDC对所述控制方法进行了验证,仿真结果证实了控制方式的可行性.     

基于快速趋近率SMC的PMSM无速度传感器矢量控制研究

扩展卡尔曼滤波器(EKF)和脉振高频电压注入法在永磁同步电动机(PMSM)的无速度传感器矢量控制系统中有良好的估计效果,但是传统PI速度环在无速度传感器矢量控制系统中动态性能不佳.针对此情况,应用快速趋近率滑摸控制(SMC),并通过遗传算法确定其参数,在PMSM无速度传感器矢量控制系统中验证其估计效果,并且和传统PI以及指数趋近率SMC进行比较仿真.仿真结果表明,SMC具有更好的动态性能,且新型趋近率SMC速度环系统超调更小,动态性能更好.     

基于新型积分自适应滑模控制策略的永磁同步电机控制

设计了一种永磁同步电机(PMSM)参数扰动和负载扰动的新型控制策略。通常PMSM控制是通过PI控制设计的,控制效果不佳,因此提出一种新型积分滑模控制(SMC)策略进行转速控制器设计。积分SMC具有较强的抗干扰性,不仅可以抑制控制系统的高频微分扰动,而且可以降低系统稳态误差,使控制更精确。设计趋近律函数对滑模控制器进行优化,使SMC参数自适应调节,提高系统响应速度。考虑到系统参数和负载扰动对控制性能的影响,将自抗扰环节引入SMC,提高了系统的抗扰性。最后通过仿真试验验证了控制系统良好的控制性能。     

基于极点配置的电动舵机控制器设计

介绍了一种极点配置控制器的设计原理和方法,建立了电动舵机位置伺服系统的数学模型,运用基于传递函数的极点配置方法设计电动舵机位置伺服系统控制器,并对系统进行仿真,在实际舵机系统也进行实验.仿真及实验结果表明：该控制系统有较好的动态跟踪性能.     

无级联PWM整流器模型预测直接功率控制

传统模型预测直接功率控制(MPDPC)使用基于电压外环比例积分(PI)控制器的经典级联结构,系统整体性能受PI控制器的影响,容易出现动态性能差、对系统参数敏感等问题.提出一种适用于三相电压型脉宽调制(PWM)整流器的无级联模型预测直接功率控制(CF-MPDPC),采用动态给定方案实现直流侧电压控制,通过能量守恒原理实现对有功功率的参考设计,避免了PI参数对系统的影响;为进一步提高控制性能,减少采样计算延时带来的影响,采用延迟补偿控制,提高功率的预测精度.仿真及实验结果表明,该方法提高了系统的动态性能和鲁棒性.     

基于模块化多电平变流器的轻型直流输电系统

对一种新型的模块化多电平变流器(MMC)在轻型直流输电系统(VSC-HVDC)中的应用进行了研究.首先建立了MMC系统的数学模型,提出了适用于MMC系统的快速脉宽调制控制方法、模块电容电压平衡控制策略以及降低器件开关频率的方法.对于系统级控制,提出了基于MMC的VSC-HVDC输电系统非线性控制器,包括有功功率和无功功率解耦控制器,以及直流侧电压控制器.通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的模型和控制方法进行了验证,证实了其可行性和有效性.