基于阶梯式广义预测控制的锅炉主蒸汽温度控制系统

针对电厂锅炉主蒸汽温度难以投入自动控制的问题，在充分了解系统特征，综合考虑各项扰动因素后，有针对性地提出阶梯式广义预测控制策略，该算法引入10个影响因素，能解决大惯性、大时延及多扰动系统控制问题。算法应用于平圩电厂的2008t/h锅炉，成功解决了该厂主蒸汽温度难投自动的问题。并使控制指标优于疗颁标准。应用实践证明该技术具有很高的市场推广价值。     

基于改进型动态矩阵预测的主蒸汽温度串级控制策略研究

在常规PID主蒸汽温度串级控制系统的主控制回路中加入动.态矩阵预测(DMC)拄制器构成DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统,以实现在非精确数学模型下对具有大延迟主蒸汽温度控制对象进行长时域的预测输出.根据系统的阶跃响应建立了系统的DMC模型,设置了优化函数和预测参考轨迹,并提出了对模型动态矩阵进行实时更新和大延迟校正的改进方法,从而改善了预测控制的动态性能.以某660 MW机组为例,对DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统进行仿真试验,结果表明DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统较常规PID主蒸汽温度串级控制系统具有更好的稳定性和快速响应性,且抗干扰能力强.     

基于等价输入干扰的UPS逆变器H∞重复控制

针对不间断电源(uninterruptible power supplies, UPS)逆变器 H∞ 重复控制系统在跟踪精度和扰动抑制性能之间的固有 约束,提出一种附加等价输入干扰(equivalent input disturbance, EID)补偿的 H∞ 重复控制策略,实现对负载突变等干扰的快速 抑制和参考电压的高精度跟踪。 首先采用状态空间平均法建立 UPS 逆变器的动态数学模型,并给出总体控制框图;在 H∞ 重复 控制器的基础上,求得一组负载突变时仍能保持稳定的状态反馈增益;其次,通过状态观测器构造 EID 估计器,给出了具体设计 步骤。 实验结果表明,所提控制策略能将 UPS 逆变器遭受非线性强干扰后的恢复时间缩短约 1 个周期,输出电压有效值的最 大偏移量降至 0. 09%,改善 UPS 逆变器重复控制系统对扰动抑制的动态性能。     

基于干扰观测器PID在主蒸汽温度控制系统的应用

针对常规PID控制策略很难满足火电厂主汽温度的控制要求,提出了一种基于干扰观测器的PID控制算法,即在1个常规PID控制器的基础之上增加了干扰观测器,以获得满意的控制品质.经仿真研究表明,该方法加快了控制系统响应速度,具有较强的鲁棒性和自适应能力.     

基于等价输入干扰估计器的PMSM自抗扰控制

设计了一种基于等价输入干扰估计器的新型自抗扰控制系统,用于永磁同步电动机的速度控制。该系统运用跟踪微分器和非线性状态误差反馈控制器产生控制量,并引入等价输入干扰估计器对系统未知干扰作估计补偿,针对直接反馈线性化后的PMSM模型进行速度控制。仿真结果表明该控制器能够有效估计并抑制系统未知干扰,系统响应快,稳态精度高。     

基于改进型动态矩阵预测的主蒸汽温度串级控制策略研究

在常规PID主蒸汽温度串级控制系统的主控制回路中加入动态矩阵预测(DMC)控制器构成DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统,以实现在非精确数学模型下对具有大延迟主蒸汽温度控制对象进行长时域的预测输出。根据系统的阶跃响应建立了系统的DMC模型,设置了优化函数和预测参考轨迹,并提出了对模型动态矩阵进行实时更新和大延迟校正的改进方法,从而改善了预测控制的动态性能。以某660MW机组为例,对DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统进行仿真试验,结果表明DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统较常规PID主蒸汽温度串级控制系统具有更好的稳定性和快速响应性,且抗干扰能力强。     

基于动态矩阵-状态反馈的主蒸汽温度控制

针对主蒸汽温度对象惯性大、阶次高、难于控制的特点,提出一种基于动态矩阵—状态反馈的控制策略。该策略首先设计导前内回路来及时消除减温水扰动;然后通过二项式定理设计状态反馈矩阵,改变对象极点分布,以改善其动态特性;最后针对广义被控对象设计动态矩阵控制器,保证整个控制系统性能。与混沌PSO优化的串级PID控制系统的对比研究,验证了该策略的有效性。     

基于干扰观测器的调速系统的防振控制

二惯性系统为无阻尼自由振荡系统,因而易产生低频振动,且不易控制。提出了利用干扰观测器改变二惯性系统共振频率的原理,并根据极点配置的要求设计了防振控制系统。仿真实验表明,该系统具有良好的防振控制性能,而且对负载惯性矩的模型化误差具有较强的鲁棒性。     

基于干扰观测器的PI控制单相正弦脉宽调制逆变电源

采用了一种基于干扰观测器的PI控制单相逆变器的控制方案,并与传统的PI控制进行了充分的对比。对该控制策略与传统的PI控制均进行了全面的理论分析,基于理论分析,在MATLAB中对该系统进行了仿真设计,并在DSP平台上采用数字控制算法实现该控制方案。仿真结果与实验结果均表明,与传统的PI控制相比该控制方案能获得更好的动、稳态性能,具有更好的谐波抑制能力,从而验证了理论分析的正确性,并对别的系统设计具有一定的参考性。     

间接矩阵变换器-电机调速系统基于输入电压观测的ZCC-MPC方法

为降低间接矩阵变换器-异步电机调速系统采样电路成本,简化换流过程并提高转换效率,提出一种新型的基于输入电压观测的零电流换流-模型预测控制（zero current commutation model predictive control,ZCC-MPC）方法。利用输入LC滤波器模型设计的输入电压观测器代替传统三块输入电压采样调理电路,并且,在每个采样周期内采用逆变器级固定占空比的开关状态组合,保证了整流级换流过程直流母线电流为零,简单两步换流替代传统复杂四步换流。仿真和实验结果均可表明,基于输入电压观测的零电流换流-模型预测控制方法可实现系统输入输出电流波形良好正弦,电机动静态性能良好,网侧功率因数为1,同时降低了硬件成本,IMC换流过程更加可靠。     

基于等价输入干扰的分布式光伏电源出力控制策略

分布式电源能够改善配电网潮流分布,使得电力系统具有更高的能源利用率以及灵活性,然而分布式电源的不合理出力则难以充分发挥自身优势,并且死区效应、电网电压畸变及系统参数不确定性等不确定性扰动也会对电力系统的可靠性构成严重威胁。针对此问题,提出了基于改进的等价输入干扰方法(improvedequivalentinputdisturbance,IEID)的分布式电源出力控制方法。其中上层优化结构以配电网网损最小为目标,建立配电网优化降损模型并求解得到分布式电源出力值;下层控制结构基于所提IEID设计分布式电源控制策略,把模型耦合项、死区效应、网压畸变及系统参数不确定性等干扰对系统输出的影响等价到输入通道上,并对其进行估计和补偿,能够有效地抑制未知扰动并高精度跟踪上层输出的出力值,极大地改善并网电能质量。以某21节点真实居民配电网为算例,仿真结果表明所提方法具有较好的扰动抑制能力,能够自主平稳出力,降低配电网网损。     

基于干扰观测器的PI控制单相逆变器

采用了一种基于干扰观测器的PI控制单相逆变器的控制方案,即通过干扰观测器在控制策略中引入等效的补偿,实现对该干扰完全抑制。对该控制策略与传统的PI控制均进行了全面的理论分析与设计,在MATLAB中对该系统进行了仿真研究,并在基于DSP的单相逆变器平台上采用数字控制算法实现该控制方案。仿真结果与实验结果均表明,与传统的PI控制相比该控制方案能获得更好的动、稳态性能,具有更好的谐波抑制能力,从而验证了理论分析的正确性,并对别的系统设计具有一定的参考性。     

带有非线性干扰观测器的永磁同步电机预测函数控制

针对永磁同步电机因外部扰动引起的不确定性和难以保证控制精度问题,提出一种带有非线性干扰观测器的永磁同步电机预测函数控制策略。通过非线性干扰观测器抑制外部扰动,速度外环预测函数控制和电流内环预测函数控制器相互配合,提高系统的控制精度。通过仿真算例证明了双环预测函数控制的有效性,证明控制系统可以有效抑制外部干扰,减小电机抖振,提高系统的鲁棒性,取得更高的控制精度。     

基于模型预测控制的火电厂主蒸汽温度优化

正主蒸汽温度是火力发电厂热力系统中的重要参数,主蒸汽温度控制品质的优劣直接影响到整个机组的安全和经济运行。主蒸汽温度过高会缩短过热器、汽轮机等部件的使用寿命,长期超温还会导致过热器爆管等;主蒸汽温度过低,则会降低机组的循环热效率,一般蒸汽温度每降低5~10℃,效率约降低1%。从系统外部来看,主蒸汽温度受扰动因素比较多,扰动量大而且扰动频繁;从系统内部来看,主蒸汽温度被控对象具有大迟延、大惯性、时变性等特点,这些都增加了主蒸汽温度控制的难度。常规的机组控制方案结合前馈补偿、串级等控制策略,采用基于PID线性控制算法的多个单入单出反馈控制回路组     

基于干扰观测器的永磁同步电机反推控制

为了改善具有外源干扰的永磁同步电机(PMSM)调速控制系统的控制性能,提出一种基于干扰观测器(DOB)的反推控制调速策略。首先,针对来源于PMSM外部系统的动态干扰,利用系统状态变量构造干扰观测器,并将DOB的设计问题转化为系统误差的稳定性问题。进一步,利用Lyapunov稳定性理论,获得基于线性矩阵不等式的DOB的存在条件和设计方法。然后,在实时重构干扰的基础上,采用反推控制策略来设计系统控制器,使系统具有良好的速度跟踪、转矩响应及干扰抑制性能。最后,通过MATLAB仿真和实验验证系统设计的有效性和可行性。仿真表明,与传统的PID控制相比,当设定速度为500 r/min,电机起动直至达到稳定状态所需时间从0.025缩短为0.008 s,转速峰值从680降至520 r/min。通过基于DSP的实验测试表明,所提出的控制策略响应速度快、超调量小、稳态精度高,能够有效抑制负载干扰。     

基于代数等价观测器的再热蒸汽温度控制系统

针对再热蒸汽温度对象特性参数随机组运行工况变化而有较大变化的特点,首次运用代数等价观测器(AEO)的概念指导状态反馈和状态观测器的参数整定,同时引入"正踢"、"反踢"、"加速器"等概念和变参数PID控制器共同组成一个再热蒸汽温度控制系统,不仅可以有效克服干扰,而且在对象特性参数变化较大时仍能获得较好的控制品质.     

动态矩阵在电站主蒸汽温度调节系统仿真中的应用

电站主蒸汽温度调节系统具有多输入、多输出的特点,其数学模型可以用状态方程来表示,并在仿真中运用动态因子法与动态矩阵可求解系统状态方程。在计算步长比较小的情况下,求解可以达到与四阶龙格一库塔法几乎相同的精度;在计算步长比较大的情况下,既可以满足精度的要求,又可以缩短计算时间,弥补了欧拉法的不足。     

火电厂主蒸汽温度系统的多模型PID控制

针对火电厂主蒸汽温度的时变性特征,设计了基于多模型的串级PID控制系统,并以某电厂锅炉5个局部工作点的主蒸汽温度为对象进行了仿真。仿真结果表明,基于多模型的串级PID控制策略能够较好的解决主蒸汽温度的时变性问题,其控制效果也相对较好。     

基于观测器的风力发电系统滑模变结构控制

为了改进风力发电系统浆距角的控制性能,文中采用带观测器的滑模控制理论设计出了一种新型滑模控制器.该控制首先建立系统的数学模型,然后设计了常规滑模变结构控制器.为了减小控制抖振,设计基于观测器的滑模控制器,该控制包含两个观测器,其中一个用于估计风速波动信号的干扰,另一个用于观测当风速波动时引起的风轮转子转速波动干扰.该控制器与传统滑模控制器相比,不仅减小了系统的控制抖振,还使风力机在高于额定风速阶段的桨距角控制更具有稳定性能.最后通过仿真研究,证明了该设计方案的合理性和控制器的鲁棒性.