自适应惯量及阻尼VSG的船舶光伏逆变器控制

绿色船舶是未来船舶发展的趋势,随着光伏等新能源引入船舶电网,船舶电网惯性及一次调频能力不足.针对上述问题,在船舶光伏逆变器中引入虚拟同步发电机技术,建立小信号模型,分析转动惯量与阻尼系数对系统动态性能的影响,并提出一种转动惯量和阻尼系数自适应的VSG控制策略,根据虚拟转子角频率的变化率实时调节转动惯量与阻尼系数,并在V...     

并网逆变器分数阶虚拟惯性的虚拟同步发电机控制技术

传统虚拟同步发电机(VSG)控制策略在逆变器并网运行中为其提供了虚拟阻尼与惯性,增加了系统的频率和电压的支撑能力.然而,引入的虚拟惯性会增加系统的阶数,引起逆变器并网运行过程中输出有功功率的振荡,并且虚拟惯性与阻尼会使系统的响应速度变慢.对此,基于分数阶虚拟惯性环节的频域特性分析,提出一种分数阶虚拟惯性的虚拟同步发电机...     

基于VSG的LCL型微网逆变器技术研究

为使并网逆变器能更好地配合大电网运行,采用模拟同步发电机的控制方法,使分布式发电系统借鉴成熟的电力系统控制方案,实现多模式运行。基于虚拟同步发电机的控制方法,改进了虚拟调频以及虚拟励磁系统,配合虚拟惯性有效地改善了系统在离网运行状态下由于负荷变化引起的频率不稳定问题;同时对三相LCL滤波器性能进行了分析,通过在电容侧增设无源阻尼电阻的方法,可以有效地抑制谐振尖峰,增强系统的稳定性。最后,通过MATLAB/Simulink的仿真实验验证,证实了所采用方法的有效性。     

微网逆变器VSG离并网切换及故障处理

在微网中,虚拟同步发电机(VSG)技术通过模拟同步发电机的运行机理,实现分布式电源的友好接入并提高电力系统稳定性.然而,VSG逆变器在由离网切换至并网运行模式的瞬间存在较大的冲击电流.为此,提出一种预同步控制策略来解决这个问题.首先介绍VSG控制策略的原理,分析其离网向并网切换时产生冲击电流的原因,在此基础上对基于PL...     

基于VSG的光伏并网准Z源逆变器控制

针对光伏并网系统导致电网总体惯量减小问题,本文提出了一种基于虚拟同步发电机方法的准Z源逆变器（QZ-VSG）并网控制结构,该方案将准Z源逆变器与虚拟同步发电机技术相结合,提高了系统的稳定性。虚拟同步发电机的控制策略引入了转动惯量和阻尼系数的特性,使虚拟同步发电机的准Z源逆变器结构能够在功率波动下提供更好的动态性能,其仿真结果验证了控制策略的可行性。     

具有同步发电机特性的储能型光伏并网发电系统研究

基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的并网逆变器可以对电网的频率和电压起到一定的支撑作用.但是,仅由光伏供电的逆变器难以模拟同步发电机的特性.本文提出一种具有同步发电机特性的储能型光伏并网发电系统,并给出了相应的VSG控制策略、DC–DC控制策略以及协调控制方法;建立了系统的小信号模型,分析了参数取值对动态性能和稳定性的影响.仿真结果不但表明该系统具有同步发电机特性,可实现光伏阵列的最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和储能的充放电控制;而且验证了理论分析的正确性.     

虚拟同步发电机频率协调控制技术研究

在电网突发异常情况下,针对虚拟同步发电机的频率协调控制技术控制性能差,导致虚拟发电机输出的有功功率波动较大,设计一种适应多种电网工况的虚拟同步发电机频率协调控制技术。分析电网中虚拟同步发电机转子部分等效主电路,获取标幺值惯量,经过普拉斯变换得到发电机输出有功功率变化量与电网频率变化量之间传递函数模型,描述虚拟发电机运行状态,设计针对虚拟同步发电机频率的内环控制器结构,优化整体的控制策略。仿真结果表明,在不同的电网异常情况下,设计的虚拟同步发电机频率协调控制技术下,发电机输出有功功率输出波动小,更加接近稳定状态。     

并网系统逆变器锁相环的研究

在太阳能光伏发电系统中,并网逆变器是实现光伏电能馈送电网的重要环节,并网光伏逆变器的控制目标为：控制逆变电路的输出为稳定的、高品质的正弦波,且与电网电压同频、同相。鉴于此,本文提出了一种数字电流锁相的方法,并且进行了系统仿真。仿真结果表明,TMS320C2000系列DSP芯片适用于该数字锁相技术,其并网输出电流波形良好...     

基于惯量辨识的测试转台自适应内模控制

为了降低系统模型参数变化对测试转台控制系统的影响,提出了基于惯量辨识技术的自适应内模控制方案.首先建立了某型号测试转台数学模型,设计了测试转台内模控制器,在此基础上采用基于扰动转矩观测器的惯量辨识算法来辨识测试转台转动惯量的变化情况,然后通过模糊控制器根据转动惯量的变化自动调整内模控制器的参数,从而确保了控制器的控制性能.仿真和实验结果表明,该控制方案对惯量的变化有着很强的自适应性,提高了测试转台控制系统的抗干扰性能和系统的鲁棒性,取得了较好的控制效果.     

孤岛模式下VSG的转动惯量无模型自适应控制

频率稳定是微网在孤岛模式下稳定运行的关键。由于传统下垂控制的转动惯量固定,当微网中接入时变负载时无法满足系统的频率稳定需求。针对传统控制方式的不足,提出虚拟同步发电机的转动惯量无模型自适应控制。首先,分析在孤岛模式下的传统虚拟同步发电机控制算法的角速度变化率的抑制效果和恢复时长;其次,设计无模型自适应控制器并证明控制算法的收敛性;最后,利用MATLAB/Simulink搭建虚拟同步发电机模型,通过对比几种转动惯量控制算法的实验波形,证明转动惯量无模型自适应控制算法能够有效改善微网的稳定性,并提高系统的动态性能。     

基于DSP的同步正弦信号设计与实现

介绍了一种基于TMS320F2812的同步正弦信号生成电路的设计原理与实现办法。TMS320F2812是TI公司生产的一款高性能32位DSP芯片,它运行速度快,而且处理功能强大,适合快速算法的实现。将锁相环技术应用到同步正弦信号生成电路中,实现了对电网频率和相位的跟踪,增加了电路的稳定性。     

虚拟同步机逆变器等效方式及滤波电路影响分析

基于逆变器的虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)特性不但取决于控制策略,而且其等效方式及滤波电路对VSG动稳态行为与模型准确性的影响也是不可忽略的.本文重点对LCL滤波电路下不同等效方式的VSG特性进行了分析对比,并发现将包含LCL滤波电路整体的VSG逆变器完全等效为同步发电机(synchronous generators,SG)建立的模型存在误差,进而提出一种VSG逆变器准确建模的等效方法,通过该方法建立的模型在瞬态和稳态响应均可以与实际系统一致.仿真结果及其对比分析验证了所提方法的正确性和有效性.     

表贴式永磁同步电机无位置传感器控制

位置传感器会增加系统成本和测量噪声,且无法应用在一些恶劣环境.论文在研究表贴式采磁同步电机无位置传感器的控制策略的基础上,提出一种基于反电动势的位置估计方法.利用两相旋转坐标系下电机方程的反电势形式,结合前馈控制,计算出转子位置的偏差角度,再采用锁相环结构对电机的相位和速度进行估计.在电机的低速运行阶段改进锁相环结构,保证速度估计精度,并进一步改善系统动态性能.建立了永磁同步电机的仿真模型,验证了该控制方法的可行性.在STM32F103X(ARM)为主控制器的实验平台上实现了所提出的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制方法,实验结果表明该控制方法能够准确估计出电机的转速和转子位置,估计算法简单,系统稳态精度高、响应速度快.     

MM74HC4046在电压型逆变器中的设计与优化

针对通用锁相环频率特性中高频部分线性不足的问题,对锁相环进行了改进。通过对MM74HC4046锁相环内部结构的分析,提出了一种锁相环频率特性的优化,设计出扩展压控振荡器的频率范围和改善其控制电压的电路。通过实验验证,优化后的锁相环频率特性线性度和稳定性都有了很大的改善,使得锁相环电路有更广泛的应用和很强的实用性。     

Adaptive rejection of disturbances having two sinusoidal components with close and unknown frequencies

The paper considers the problem of rejecting disturbances with two sinusoidal components in the case where the frequencies are unknown and closely spaced. A natural approach consists of cancelling the components using two separate adaptive algorithms combined in a single scheme. However, experiments in active noise control applications have shown that convergence using such an approach could be very slow. The alternative approach of this paper consists of representing the disturbance signal as a single sinusoid with time‐varying magnitude and phase. The theoretical basis and the limitations of this representation are first discussed. Then, an adaptive disturbance rejection algorithm is proposed and the resulting nonlinear system is analyzed using some approximations. Active noise control experiments demonstrate that the proposed algorithm has better convergence properties than an algorithm designed to cancel the two frequency components separately. In some cases, however, the cost is a small residual error on the output signal. Copyright © 2010 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

复杂机动动作最优航迹控制模型及操纵特性分析

为了提高驾驶员对机动动作的控制能力,从驾驶员操纵角度避免机动动作过程中的风险,提出以控制量变化率作为优化参数的机动动作最优航迹控制模型.将机动动作划分为彼此相连的轨迹片段,轨迹片段划分合理,则每个轨迹片段具有相同的控制量变化率,控制量变化率不但能够给出机动动作控制量的输入,更重要的是能够反映机动动作过程中驾驶员操纵的快慢程度.使用小生境稳态遗传算法(niching steady-state genetic algorithm,niching SSGA)对最优航迹控制模型进行求解,求解结果为机动动作最优控制量变化率序列,以该序列对应的控制量作为机动动作的输入,能够实现一个标准的机动动作.仿真实验部分以典型纵向机动动作斤斗及横侧向机动动作桶滚为例进行分析,研究了两类动作的最优控制量变化率序列,并对两类动作的操纵特性进行了分析.     

A three-stage multi-objective heterogeneous integrated model with decomposition-reconstruction mechanism and adaptive segmentation error correction method for ship motion multi-step prediction

Reliable and accurate ship motion prediction is essential for ship navigation at sea and marine operations. Although previous studies have yielded rich results in the field of ship motion prediction, most of them have ignored the importance of the dynamic characteristics of ship motion for constructing forecasting models. Besides, the limitations of the single model and the autocorrelation characteristics of the residual series are also unfavorable factors that hinder the forecasting performance. To fill these gaps, a multi-objective heterogeneous integration model based on decomposition-reconstruction mechanism and adaptive segmentation error correction method is proposed in this paper for ship motion multi-step prediction. Specifically, the proposed model is divided into three stages, which are decomposition-reconstruction mechanism, multi-objective heterogeneous integration model and adaptive segmentation error correction method. The effectiveness of the proposed model is verified using four sets of real ship motion data collected from two sites in the South China Sea. The evaluation results show that the proposed model can effectively improve the prediction performance and outperforms other traditional models and state-of-the-art models in the field of ship motion prediction. Prospectively, the model proposed in this study can be used as an effective aid to ship warning systems and has the potential for practical application in ship marine operations.