异步电动机间接磁场定向控制的霍夫分岔分析

定性地分析了在异步电动机间接磁场定向控制中,电机时间常数失配度对异步电动机稳定性的影响.观察到了在在一定的参数范围内,异步电动机间接磁场定向控制系统会出现霍夫分岔.推算出系统发生霍夫分岔的条件,及其在该条件下的霍夫分岔点,从而得到了设计PI速度环控制器的设计准则,使得系统不发生霍夫分岔.     

异步电动机间接磁场定向控制的霍夫分岔分析

定性分析了在异步电动机间接磁场定向控制中,电机时间常数失配度对异步电动机稳定性的影响。观察到,在一定的参数范围内,异步电动机间接磁场定向控制系统会出现霍夫分岔。并推算出系统发生霍夫分岔的条件,及其在该条件下的霍夫分岔点,从而得到设计PI速度环控制器的准则,使系统不发生霍夫分岔。     

异步电动机间接磁场定向控制的霍夫分岔分析

定性地分析了在异步电动机间接磁场定向控制中，电机时间常数失配度对异步电动机稳定性的影响。观察到了在在一定的参数范围内，异步电动机问接磁场定向控制系统会出现霍夫分岔。推算出系统发生霍夫分岔的条件，及其在该条件下的霍夫分岔点，从而得到了设计PI速度环控制器的设计准则，使得系统不发生霍夫分岔。     

基于神经网络自适应PID的异步电动机定子磁场定向控制

针对异步电动机这一多变量、非线性、强耦合的控制对象, 提出了一种基于神经网络自适应PID控制器的异步电动机定子磁场定向解耦控制的新方法.采用定子磁场定向控制,以定子磁链作为反馈量,运用电流励磁分量解耦补偿环节,实现了定子磁场定向控制下电机转速与定子磁链间的解耦控制.同时为实现对异步电动机快速和精确控制,设计出用于异步电动机的神经网络自适应PID控制器,利用神经元的自学习功能在线调节连接权重,实现自适应控制.实验结果表明:这种方法具有控制性能不受电机转子参数的影响,以及快速的转速和转矩响应的特点.     

无轴承异步电动机悬浮子系统独立鲁棒控制方法研究

为实现无轴承异步电动机(BIM)的动态解耦控制,基于径向基函数神经网络(RBFNN),提出一种悬浮子系统独立鲁棒控制方法。应用RBFNN辨识系统模型不确定因素和外界干扰,基于HJI不等式原理设计RBFNN鲁棒控制器,实现悬浮子系统的动态独立解耦控制,并提高系统的稳定性和抗干扰性能。仿真和实验结果表明所提出的BIM控制系统具有良好的动静态性能。     

单神经元自适应PID控制交流调速系统

针对转子磁场定向矢量控制中转速PI调节器鲁棒性能较差的问题,提出了用单神经元自适应PID控制器代替转速PI控制器,进一步改善了异步电动机矢量控制系统的性能;将无监督的Hebb学习规则与有监督的Delta学习规则相结合,提高了单神经元自适应PID控制器的学习能力,实现了单神经元控制器的参数优化与在线自调.构造了基于单神经元自适应PID控制器和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的异步电机矢量控制系统.仿真实验结果表明,该系统不仅具有很好的静、动态性能,而且又具有很强的自适应性和鲁棒性.     

基于H_∞控制的无刷直流电机鲁棒控制器

针对无刷直流电机控制系统容易受负载扰动和参数变化等影响的特点,基于H∞控制方法设计了一种鲁棒控制器,解决了传统控制器在满足系统跟踪性能和抗干扰性能要求方面存在的矛盾。仿真结果表明,该控制器系统对于外部扰动及参数摄动具有鲁棒稳定性和较强的鲁棒跟踪能力。     

交流伺服系统的H∞鲁棒控制策略

永磁同步电动机交流伺服控制系统中,扰动成为影响系统性能的主要因素,在建立永磁同步电动机鲁棒控制模型的基础上,提出了基于H∞控制理论的标准H∞控制方法,根据永磁同步电动机的鲁棒控制模型设计出了鲁棒H∞控制器,仿真结果表明鲁棒H∞控制具有良好的鲁棒稳定性和抗干扰性.     

基于级联多电平逆变器的大功率异步电动机控制系统设计

针对大功率异步电动机的非线性、强耦合和多变量等特性,采用级联多电平逆变器结合自抗扰控制技术设计了一种大功率异步电动机直接转矩控制系统。利用载波移相脉宽调制方法获取级联多电平逆变器开关控制信号,以减少定子磁链和转矩的幅值脉动;通过速度控制器对负载扰动进行估计和补偿,以消除负载扰动引起的跟踪误差;基于自抗扰控制原理设计了速度控制器、转矩和磁链控制器;基于自适应控制原理设计了一种磁链观测器,用于定子磁链和转矩估计;最后,采用Matlab进行了仿真实验。仿真结果表明:基于级联多电平逆变器的大功率异步电动机直接转矩控制系统可以有效地消除负载、转速等参数突变对系统控制性能的影响,系统响应速度快、跟踪性能好以及具有较好的鲁棒性能。     

基于SSA的微电网负荷频率鲁棒H2/H∞控制研究

针对微电网中由可再生能源出力波动和负荷变化引起的频率振荡问题,提出了一种混合H2/H∞鲁棒策略的负荷频率控制器。首先建立了具有功率扰动信号的风光柴微电网负荷频率控制模型。然后基于鲁棒H∞理论设计了鲁棒H2/H∞控制器。在控制器的设计中,使用了樽海鞘群算法(SSA)对有关加权矩阵参数和范数权重进行寻优求解,使控制器的调整性能达到最好。最后仿真结果表明,相比于传统的鲁棒H∞控制和PID控制,提出的H2/H∞鲁棒控制器在微电网的外界功率干扰以及系统的参数扰动工况下均有较好的控制效果。     

磁场定向与直接转矩控制变频器鲁棒性分析

控制系统鲁棒性是目前高性能交流调速研究中的热点问题之一。电机控制模型中的建模误差，以及系统运行中的参数漂移，诸如电机的定、转子电阻随着温度发生变化，相当于对所研究的控制系统加入了扰动。作为当前两种最具代表性的交流变频调速控制策略，转子磁场定向控制（Rotor Field Oriented Control，RFOC）和直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）在鲁棒性能上各具特色。文中在对ABB和西门子公司的两台分别基于RFOC和DTC的15kW变频器进行系统测试的前提下，综合各种参数指标来考察这两种控制策略各自的鲁棒性（尤其是内部鲁棒性）。试验结果表明RFOC比DTC对转子参数表现出更强的依赖型     

新能源电网中微电源并网控制策略研究

为了保证分布式发电安全并网运行,提高微电网的稳定性能,研究了微电源逆变器接口的鲁棒控制问题。该研究基于三相并网逆变器系统,建立了三阶数学模型。考虑到系统的动态模型参数的不确定性,基于Lyapunov鲁棒稳定方法设计鲁棒控制器,并将该鲁棒稳定性问题转换为线性矩阵不等式问题,给出保证系统稳定的充分条件。采用线性矩阵不等式的凸优化技术,可求得最小鲁棒性能指标和鲁棒控制器的参数。仿真结果证明了该控制方案的有效性。     

不匹配不确定MIMO系统的变结构鲁棒控制

针对工程领域中常见的一类不匹配不确定ＭＩＭＯ系统,即不确定性不是发生在控制输入通道中的系统,如工程中具有执行器的控制系统,提出了一种建立鲁棒切换超平面的方法。进而设计滑模变结构鲁棒控制策略,该策略可确保整个闭环系统具有全局实际稳定性。最后针对一个典型的不匹配不确定系统的例子,给出了变结构鲁棒控制器的设计过程,并且进行仿真研究,证明了有效性。     

Controller order reduction for robust control of parallel operating dc/dc converters

 A useful straightforward controller order reduction procedure for multivariable robust control is presented. Reduced controllers regarding robust stability criterion and robust performance criterion are developed. Weighted Balanced Truncation is used as the concept for the real reduction work. The procedure is applied to Loop Shaping Design Procedure, Internal Model Control and Decentralized robust controllers of parallel operating dc/dc converters. Uncertainty robustness and performance of the closed-loop systems with reduced controllers are investigated. The reduction procedure efficiently decreases high controller orders, from which robust theory suffers, preserving at the same time closed-loop robust stability and robust performance at a desired level.     

汽轮发电机组轴系扭振的鲁棒非线性控制

提出将同步发电机及其励磁系统看做扭振励磁控制的执行元件,采用直接反馈线性化方法补偿其非线性因素,避免小偏差线性化模型的参数摄动问题,从而提高扭振励磁控制系统的鲁棒性.综合H∞扭振模态观测器、独立模态空间鲁棒控制器和非线性反馈补偿律,提出一种轴系扭振的鲁棒非线性控制策略,在大范围工况下具有一致的全局性能,并且3个组成部分可以分别独立设计;另外,可以方便地与常规非线性励磁控制律综合在一起,而不影响后者阻尼低频振荡的性能.以一台300 MW汽轮发电机组第1阶扭振模态的阻尼控制为例,通过仿真验证鲁棒非线性控制器的性能优于常规线性控制器.     

一类参数不确定大迟延对象的加权混合灵敏度H_∞控制

讨论一类具有参数不确定性大迟延对象的混合灵敏度H∞控制方法。通过选取适合的不确定性权函数、性能权函数和控制权函数,实现系统的鲁棒性能设计。仿真结果表明,采用本方法设计的控制器,使系统具有良好的鲁棒性能和较强的抗干扰性能,并能实现控制输出限幅。     

永磁同步电机改进型鲁棒模型预测转矩控制

针对永磁同步电机传统模型预测转矩控制策略存在脉动大、抗干扰能力差、权重因子需要反复调试等缺点,提出了一种基于自抗扰控制器的改进型鲁棒模型预测转矩控制策略。首先,通过设计转速环自抗扰控制器,并引入一种连续且平滑的新型fal函数,进一步提高了自抗扰控制的控制性能。然后,设计了一种无权重系数的价值函数,优化系统控制性能的同时简化了设计过程,解决了权重因子调试的问题。最后,采用两步预测降低延时对控制系统的影响,提高了控制精度。仿真和实验结果表明,提出的改进型鲁棒模型预测转矩控制策略有效降低了系统脉动,提高了系统的控制性能和参数鲁棒性。     

Delay-independent decentralized stabilizer design for large interconnected power systems based on WAMS

Recent stabilizer design using wide-area measurement systems (WAMS) signals has been suggested to enhance the dynamic performance of large interconnected power systems. However, there is an unavoidable delay involved before these signals are received at the stabilizer site. Long time-delay may be detrimental to system stability and may degrade system performance. Therefore, the delay-independent robust control problem of large interconnected power systems based on WAMS is studied via H_∞ fuzzy control method. First, a set of equivalent Takagi–Sugeno (T–S) fuzzy model is employed to represent the large interconnected power systems. A wide-area state feedback decentralized control scheme is developed to stabilize the T–S fuzzy systems without any wide-area signals delay information such that the H_∞ performance is achieved. The H_∞ fuzzy robust control design problem is parameterized in terms of a linear matrix inequality (LMI) problem, and the LMI problem can be solved very efficiently using the convex optimization techniques. Finally, the performance of the robust control is studied using a fourteen-machine interconnected power system example.     

采用抗差扩展卡尔曼滤波器的感应电机转速估计方法

扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman fileter,EKF)已广泛应用于无速度传感器矢量控制转速估计。尽管扩展卡尔曼滤波器具有较强的抗干扰能力,但是面对粗差时仍然会出现较大的抖动,影响系统的控制性能。提出了一种基于抗差扩展卡尔曼滤波器的转速估计方法,分析了粗差对扩展卡尔曼滤波器估算精度的影响,探讨了在应用于感应电机转速估计时抗差EKF能否同样取得良好的估计精度,以及优于EKF的抗粗差性能。通过仿真与实验,对比了遇到较大外部干扰和估算误差干扰时抗差EKF与EKF的转速误差和磁链变化。仿真与实验结果表明,抗差EKF较EKF而言具有更好的抗粗差性能,可以使系统遇到干扰时更快收敛。     

开关磁阻平面电机的鲁棒控制

基于能量耗散理论和开关磁阻电机原理,提出一种鲁棒无源性开关磁阻平面电机控制器,首先研究了开关磁阻平面电机的无源性控制在各种注入阻尼下的稳态和动态特性,指出了无源性控制方法存在的缺陷,并在无源性控制基础上,结合鲁棒控制技术,克服了一般无源性控制在静摩擦力和突加负载扰动下存在的稳态位置误差和动态品质恶化的缺陷,实现了提高控制品质和鲁棒性,仿真和试验结果证明了该方法的有效性。