基于PCHD模型和滑模控制的表贴式永磁同步电机控制系统设计

为提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)系统的稳定性、抗干扰能力和鲁棒性,基于PCHD原理建立了表贴式永磁同步电机的数学模型。基于滑模控制理论,提出了一种表贴式永磁同步电机的速度调整和估计算法,并设计了速度滑模控制器;同时利用滑模观测器估计电机速度;最后采用MATLAB进行了仿真分析。仿真结果表明:电机估计转速与给定转速能够较好地吻合,电机速度跟踪性能较好,基于该速度调节和估计策略的控制系统具有较好的抗干扰性能。     

基于PCHD模型的三相光伏LCL并网逆变器自适应模糊无源控制研究

针对传统PI控制下三相并网逆变器的鲁棒性较差的问题,文中首先建立了基于LCL滤波器的三相两电平变流器的端口受控哈密尔顿(PCHD)数学模型,根据建立的PCHD模型采用互联和阻尼配置(IDA-PBC)的无源控制方法,设计了无源控制器,通过李亚普洛夫第二方法验证了系统的稳定性,并且为了加强对直流侧电压的控制能力,采用了模糊控制.最后,在Matlab/Simulink中搭建了基于模糊控制的无源仿真模型,验证了该控制策略的鲁棒性和有效性.     

矩阵式变换器驱动异步电机调速系统的非线性自抗扰控制

相对于传统的脉宽调制(PWM)型变频器,矩阵式变换器驱动异步电机调速系统具有一系列优势,如不需要直流储能元件,高输入功率因数和能量双向流通能力.但是,由于矩阵式变换器的直接变换特性,异步电机系统的调速性能易受到矩阵式变换器输入侧电压扰动的影响.本文将一种具有良好鲁棒性的非线性自抗扰控制器(ADRC)应用于矩阵式变换器驱动异步电机调速系统,设计了控制器的结构和参数,用其代替了传统的比例-积分(PI)调节器.在调速系统中,非线性自抗扰控制器对由外部扰动和模型不确定性引起的内部扰动进行估计和补偿.仿真结果表明,采用上述非线性控制器提高了调速系统在矩阵式变换器输入电压非正常工况下的抗干扰能力,并改善了异步电机的动态调速性能.     

永磁同步电动机的哈密顿最优控制系统

针对内埋式永磁同步电动机数学模型的非线性,基于非线性系统正交分解的端口受控哈密顿模型,采用能量成型与无源性的控制方法,设计了内埋式永磁同步电动机调速系统的控制器,并证明了该系统的稳定性。将速度控制问题转化为带阻尼系数的一阶微分方程求解问题,给出了阻尼系数的求取方法。进而提出了同时考虑逆变器电压约束和最大转矩/电流比控制的优化方法,为哈密顿控制器提供了期望平衡点。仿真结果表明该调速系统具有良好的控制性能。     

基于非奇异快速终端模糊滑模控制器的SPMSM无速度传感器控制

传统PI速度控制和传统滑模控制(SMC)导致表贴式永磁同步电机(SPMSM)运行时速度调节差,在负载发生改变和转速突变时不能很好地控制,系统抖振较大。为了解决此问题,提出一种新型非奇异快速终端(NSFT)滑模面与模糊控制相结合的方法,设计速度控制器以实现SPMSM的无速度传感器控制。用连续函数υ(s)代替趋近律中的开关函数,有效抑制抖振;设计模糊控制规则和模糊参数自适应律,对趋近律中的参数进行自适应调整;设计Lyapunov函数证明新型SMC的稳定性。MATLAB仿真结果表明,所设计的新型NSFT模糊滑模速度控制器(NSFT-Fuzzy-SMC)在系统状态发生改变时,调节速度更快,效果更好,系统的鲁棒性更强,稳定运行时抖振更小,比传统SMC具有更好的控制性能和抗干扰能力。     

基于PCHD模型的感应电机变阻尼无源性控制策略

提出一种基于端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型的感应电机变阻尼无源性控制策略,研究了感应电机的建模与速度控制问题。基于PCHD系统原理,将感应电机看作是二端口的能量变换装置,建立了感应电机的PCHD系统数学模型。利用互联和阻尼配置的无源性控制方法,给出感应电机的PCHD系统的反馈镇定,设计了感应电机的转矩与转速控制器,推导出定子电压控制量。为了削弱系统到达稳态期间的速度波动,采用变阻尼控制方法,变阻尼由二阶微分跟踪器实现,可以使动态性能更加优化,转矩和转速跟踪效果更好。仿真和实验结果验证了基于PCHD模型的感应电机变阻尼无源性控制策略的正确性。     

基于端口受控耗散哈密顿系统模型的模块化多电平变换器无源反步环流抑制方法

模块化多电平变换器(MMC)应用于大功率可再生能源发电并网时,由于存在可再生能源的随机性波动、系统参数摄动和本身的非线性特性,采用传统矢量控制方法实现MMC环流抑制难以确保系统全局稳定运行和强鲁棒性能。针对这一问题,提出基于端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)模型的MMC无源反步环流抑制方法。在构建基于PCHD模型的MMC全局能量函数基础上,设计无源性控制器,通过能量函数整形,修正闭环系统的能量耗散和能量流动方式,使系统能量在期望平衡点取最小值,以实现系统全局渐进稳定。结合反步控制方法,消除不确定扰动与MMC系统参数摄动引起的跟踪误差,从而实现系统内、外扰动情形下环流二倍频分量的快速平抑。基于Matlab/Simulink的仿真结果与基于dSPACE的实验结果表明:所提无源反步环流抑制方法具有形式简单、无奇异点、暂态性能好的特点,同时能够确保系统全局稳定与强鲁棒性。     

永磁同步电机神经网络速度控制器设计

针对永磁同步电机非线性、多参数变化以及系统扰动等问题,将传统PID控制与具有强自适应、自学习能力的径向基函数(RBF)神经网络相结合,设计一种永磁同步电机神经网络速度控制器。用RBF神经网络自适应整定PID速度控制器参数,提高系统鲁棒性和控制精度;利用改进资源分配网络(IRAN)和梯度下降法进行离线学习和在线学习,提高RBF神经网络的运算速度。通过MATLAB仿真实验,相比于传统PID速度控制,神经网络速度控制器具有更高的控制精度,更好的调速性能和鲁棒性。     

基于受控耗散Hamiltonian系统模型的光伏准Z源T型三电平并网逆变器控制策略

基于端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)模型的无源控制策略无需对受控对象进行线性化处理,它从能量成型与注入阻尼方面讨论受控对象的稳定性,简化了控制系统的结构。首先,利用状态空间法推导出准Z源T型三电平逆变器数学模型;其次,结合无源PCHD模型的控制规律选取能量函数与注入阻尼,并进行控制系统的设计。该控制策略不但使系统具有优良的动、静特性,且逆变器输出电流谐波低、经济性高;最后,仿真和硬件实验验证了基于PCHD模型的无源控制策略的正确性和有效性。     

感应电机非线性输出反馈控制变频调速系统

针对以定子电压为控制量的交流感应电机调速系统存在的系统结构复杂、实时计算量大的缺点,提出了一种感应电机的非线性输出反馈控制变频调速方法。该方法依据感应电机的降阶模型,采用非线性输出反馈控制技术设计外环转速与磁链控制器,以滞环比较器作为内环电流跟踪控制器,直接产生PWM信号控制电压源逆变器,驱动感应电机运行,实现了对光滑转速参考信号的渐近跟踪。仿真结果表明该系统不仅具有快速的动态响应性能,而且对负载扰动具有较强的鲁棒性。     

运动控制中先进控制策略的研究综述

动态响应的快速性,稳态跟踪的高精度以及行为的鲁棒性是运动控制应用中的主要性能要求。它们的获得,不仅意味着有执行机构和仪器方面的先进技术,而且重要的是新的控制策略的应用。本文介绍了针对电机速度和位置控制系统中非线性摩擦力进行补偿的几种先进控制策略：基于指数型非线性函数的在线补偿法;基于神经网络的倒控制器补偿法;鲁棒型的重复控制和变结构控制在运动控制中应用。最后,简述了运用其他先进控制策略的可能性。     

先进控制策略在分散控制系统中的实现

介绍了在分散控制系统中实现先进控制策略的基本方法、选择依据、实现过程和应注意的问题。     

变频调速过程PID闭环控制的分析

过程PID控制是应用最广泛的工业控制器.过程PID控制简单易懂,参数较易整定.过程PID控制参数P、I、D可以根据过程的动态特性及时整定,使闭环变频调速达到一个动态平衡.将系统进入闭环运行,利用过程PID控制自动调节达到稳定转速的目的.     

网络控制系统的自适应预测控制

研究了具有网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统中的自适应预测控制问题.考虑传感器与控制器、控制器与执行器间皆有时延和数据包丢失,充分利用网络传输数据包的容量,提出一种方案,在控制器节点获得被控对象的输入输出数据以在线辨识对象模型参数,并利用辨识模型设计预测控制器,给出了算法的推导过程和时延及数据包丢失的补偿方法.校园...     

基于变环宽滞环控制与重复控制的逆变器控制技术

文章提出了一种结合变环宽滞环控制和重复控制的DPM逆变器复合控制方案,利用滞环控制可确保系统具有良好的动态性能,采用重复控制能提高系统在周期性负载扰动下的稳态精度。在此基础上,提出了一种变环宽的滞环控制策略,提高了滞环控制的稳定性。设计了一台400Hz、1kV·A数字控制DPM逆变器,实验结果证实了本控制方案的有效性和可行性。     

预测控制在过程控制中的应用综述

近年来,预测控制在工业过程不仅得到广泛的应用,而且理论研究也取得了很大进展.本文介绍了预测控制算法的原理和特点,分析了当前预测控制在工业过程控制领域中的应用,并对其存在的问题和今后可能的发展趋势作了进一步探讨.     

变频调速在单容水箱液位控制系统的应用

采用森兰SB60的单容水箱液位控制系统能根据需要调整其转速。系统经过简单的液位传感器信号转换,便可得到0～5V的电压信号,反馈给变频器的VR1端;变频器则根据输入的给定值和反馈的实际值,即液位传感器信号转换后获得的反馈电压信号,利用PID控制自动调节,通过改变频率输出值来调节所控制的三相异步电机转速,达到调速的目的;变频器则通过改变电机的转速来调节液位,从而实现控制水箱的液位平稳。     

预测控制方法在列车速度控制中的应用

随着我国铁路建设的高速发展,列车运行速度不断提高,行车密度不断加大,原有的列车速度控制方法难以满足安全行车要求。本文研究了列车速度的预测控制方法。设计了列车预测控制策略,对列车运行速度进行实时预测及优化。针对列车速度的预测控制策略设计了系统仿真程序并进行了系统仿真,结果表明,采用预测控制可以根据以后的输入对列车速度和控制策略进行有计划的调整,提高了列车速度的控制效果和控制效率,利用在线估计预测模型,采用在线滚动优化和反馈校正策略,减少了由于模型不准确带来的误差。     

具有鲁棒容错特性的网络化二级电压控制

根据二级电压控制的原理和网络传输的特点,建立了同时考虑不确定信息延迟、数据包丢失和乱序的网络化二级电压控制NSVC(networked secondary voltage control)模型,运用线性矩阵不等式LMI(linear matrix inequality)方法设计了具有鲁棒容错特性的二级电压控制器,能保证控制系统在网络环境下具有良好的控制性能和稳定性。以经典3机系统为例进行数字仿真,验证了该网络化二级电压控制器的性能和效果。     

1500mm热轧层流冷却自动控制系统控制模型与控制策略

为了保证带钢成品性能指标,同时使带钢顺利卷取并保持良好卷形,必须使带钢卷取温度控制在合理范围内。针对莱钢1500mm热连轧生产线,设计了一套具有国内领先技术水平的层流冷却系统。系统采用西门子高性能控制器,并集成了包括遗传神经网络温度预报模型及前馈和反馈控制在内的多种先进的控制模型和控制策略。利用西门子STEP7开发平台完成了软件编程,并开发了界面友好的基于西门子WinCC的人机接口系统,实现了整个系统的全自动控制。系统在现场得到成功应用,结果表明,系统功能完善、性能稳定、控制精度高,保证了卷取带钢的性能。