水轮机水门非线性控制器设计

针对水轮发电机组水门调节的刚性水锤非线性模型，采用二阶扩张状态观测器进行动态反馈线性化，并设计了相应的预期动力学方程。然后基于弹性水锤模型进行仿真实验，并与精确反馈线性化方法比较。结果显示，在三相短路故障、负荷扰动的暂态过程中两种方法动态品质相近，而动态反馈线性化方法在参数变化上具有较强的鲁棒性。     

基于扩张状态观测器的PMSM积分时变滑模控制

为了实现永磁同步电机(PMSM)驱动系统的高精度跟踪控制,提出了新型积分时变滑模控制策略,该策略考虑到系统的非线性和耦合特性对动、静态性能的影响,首先采用反馈线性化原理将系统模型线性化,然后为了加快动态响应过程,采用单回路结构取代串级结构设计积分时变滑模控制器。针对负载扰动的问题,设计了一种以负载转矩为观测对象的扩张状态观测器,并将观测值反馈到控制器中以克服扰动对性能的影响。最后在永磁同步电机实验平台上开展了对比实验研究,通过实验结果可以看出,积分时变滑模控制器使系统具有无超调、快速性的优点,提高了系统的动态和稳态性能,扩张状态观测器能够快速跟踪负载的变化,增强了控制器对负载扰动的鲁棒性。     

非线性扩张状态观测器的一种设计方法

提出了一种非线性扩张状态观测器的“参数动态确定法”设计方法。运用该方法可以设计出任意的非线性扩张状态观测器,所设计出的非线性扩张状态观测器的动态品质只与补偿矩阵的极点位置有关,与非线性函数的形式无关,选取满足条件的不同非线性函数可以得到不同形式的非线性扩张状态观测器。最后,仿真算例表明了该设计方法的有效性。     

基于扩张状态观测器的SVC非线性变结构控制

针对电力系统的强非线性和不确定性,将自抗扰控制技术引入变结构控制器的设计,设计了能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿(SVC)控制器,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真结果表明所提出的非线性变结构SVC控制器能有效地改善系统的动态稳定性。     

水轮发电机组状态监测与诊断系统研究

结合清江隔河岩电厂水轮发电机组状态监测与诊断系统的研制和开发,研讨了水轮发电机组的状态监测与诊断系统的系统特点、硬件构成、软件设计与系统布置等有关问题,为水轮发电机组的安全可靠运行、实现预测性维修提供了技术手段。     

水轮发电机组在线状态监测故障诊断系统

该系统能针对水电机组的特点,对多台水电机组的运行状况进行实时监测,并给出状态报告。此外它还提供了包括振动摆度、功率及水头的相关分析、动平衡计算、最大摆度方位图、盘车轴心找正、瓦隙分配计算在内的专为水电机组开发的各种实用功能模块,能够对常见的转子故障提供状态跟踪分析及故障诊断功能。     

基于扩张状态观测器的非线性最优变频空调频率控制

空调系统作为办公建筑耗电量最大的用电设备之一,在一些大中城市的所有负荷中,空调负荷已经占到夏季尖峰负荷的30%～40%。因此在保证所处环境中人的舒适性前提下,研究变频空调频率的最优节能控制,对促进节能减排,构建节约型社会具有重要意义。应用DIgSILENT仿真软件,搭建基于电磁暂态的变频空调模型,包含变频器模型、电动机模型、压缩机模型和热交换模型。由于变频空调以往的频率控制方式算法复杂,精度较低,误差较大。因此从压缩机频率控制器入手,设计了基于扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)的非线性最优变频空调频率控制器。通过仿真分析,验证了基于ESO的非线性最优控制的变频空调频率控制器能够提高空调温度的控制精度并且降低能量的损耗。     

水轮发电机组在线状态监测故障诊断系统

随着水电机组单机容量的不断增大,其安全性和经济性日益重要,跟踪监视水电机组的工及时有效地处理转子故障,具有重要的意义,水轮发电机组在线状态监测故障诊断系统针对水电厂机组的特点,能对我台水电机电组的运行状况进行实时监测,并给出状态报告,该系统还提供了包括振动摆度,功率及水头的相关分析,动平衡计算,最大摆度方位图,盘车轴心找正,瓦隙分配计算在专为水电机组开发的各种实用功能模块,该系统能够常见的转子故障     

水轮发电机组状态检修研究

水办发电机组状态检修是一种现代化管理手段,是科学的确定机组检修间隔、工期及检修内容的方法,通过对机组进行监测,可以用量少的人力,最大限度保证机组安全稳定运行。文章从资料收集、监测方案、数学模型、专家经验以及可实施性等角度研究了状态检修工作的主要内容及实施方案。状态检修是电网发展的必然趋势,也是水电机组检修工作的一次革命。     

基于改进扩张状态观测器的并网逆变器控制

针对LCL型并网逆变器在dq轴坐标系下的电流控制需要复杂解耦过程的问题,提出一种基于改进降阶扩张状态观测器的电流控制方法。通过将dq轴分量的耦合作为总扰动中一部分,利用扩张状态观测器进行实时观测并补偿,避免了常规方法中复杂的解耦过程。提出的改进降阶方法相较于传统降阶方法不需要求得输出的微分,避免了高频噪声的引入。同时,为了改善电流跟踪的动态性能,引入了电网电压全状态前馈环节。最后通过仿真,验证了所提策略的可行性和有效性。     

基于微分同胚映射和扩张状态观测器的高压直流非线性控制器的设计

为提高高压直流输电系统的抗干扰能力以及模型辨识的准确性,提出了一种基于微分同胚映射和扩张状态观测器的高压直流非线性控制器设计方法。首先利用微分同胚映射将高压直流输电系统模型中的非线性因素作为系统的控制输入,利用线性最优反馈和非线性误差反馈率确定最优预控变量;然后运用扩张状态观测器来辨识所有不确定因素,从而实现非线性控制...     

基于扩张状态观测器的混合式配电变压器直流母线电压控制

混合式配电变压器能够有效抑制电网谐波和稳定负载侧电压,在配电网末端具有重要意义.针对负载变化、电网电压波动或三相不平衡等情况下,混合式配电变压器直流母线电压不稳定导致的谐波补偿、维持负载电压稳定功能出现的问题,提出一种基于非线性扩张状态观测器的直流母线电压控制策略,将观测出的总扰动通过前馈的方式进行补偿,以提高直流母线...     

含扩展状态观测器的双馈风机事件触发滑模控制（撤销发表）

提出一种基于事件触发滑模控制(SMC)的双馈风机(DFIG)直接功率控制方法。传统的控制方法需要控制信号执行元件不断更新由计算单元传输的控制信号,而这种控制信号执行方式较为冗余且需要额外的通信和执行成本。事件触发控制原理能够决策所执行控制信号的最佳更新时间节点,并在保证控制效果的同时减少计算单元与执行单元之间的通信。将事件触发控制的原理与SMC结合起来,并用于DFIG的直接功率控制中。同时,设计了一种让系统具有主动抗干扰能力的扩展状态观测器。采用Lyapunov函数法验证了该控制系统的渐近稳定性。最后通过试验算例,验证了所提方法的有效性。     

基于微分同坯映射和扩张状态观测器的鲁棒励磁控制器设计

通过微分同坯映射将仿射非线性系统方程的非线性因素转换到含有控制输入的状态方程,转换后的系统中所有不确定项都归结到扩张状态变量中。利用扩张状态观测器观测该部分,并经状态反馈将其线性化。由于实际系统存在观测误差和模型误差,为了进一步考虑反馈线性之后系统的不确定性,将鲁棒控制引入励磁控制器的设计之中,使得设计的控制器具有更好的鲁棒性,最后在Matlab上进行仿真试验。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于扩张状态观测器的四旋翼无人机飞行控制系统研究

针对四旋翼飞行器的不确定和非线性控制问题,分析了非线性、强耦合和欠驱动等系统特性,同时基于非线性动态逆方法,进行四旋翼飞行器控制系统姿态和航迹控制研究。通过扩张状态观测器实现了对无人机的强干扰及参数摄动的精度补偿。仿真实验验证了它的有效性。     

基于闭环扩张状态观测器的转子磁链观测

针对转子磁链观测易受转子电阻变化影响的问题,设计了一种基于闭环扩张状态观测器(ESO)的转子磁链观测器。该观测器将电流模型和电压模型中的不确定部分与已知模型分离,扩张为新的状态变量,并将转子磁链的观测值补偿到已知模型中,形成闭环的磁链观测器。这种闭环的ESO缩小了观测对象的不确定性范围,提高了ESO的收敛速度和观测精度。不同转速下的仿真结果表明,提出的ESO对转子电阻摄动具有很强的鲁棒性。     

基于扩张状态观测器的永磁无刷直流电机滑模变结构控制

根据无刷直流电机的数学模型和滑模变结构控制的特点,把换相引起的相电流变化当作外界对电机的干扰,建立了一个模型。根据此模型,构造了滑模变结构控制器,运用其对各种扰动不敏感的特性来抑制各种干扰对电机的影响。扩张状态观测器是一种性能良好的观测器,它不仅能得到不确定对象的状态,还能获得对象模型中内扰和外扰的实时控制量。电机的负载转矩用扩张状态观测器来准确估计,所以把它当作一个已知扰动来控制,这样提高了系统的控制精度。MATLAB仿真表明,与经典PID控制器相比,用滑模变结构控制器控制无刷直流电机,超调量小,速度响应快,且速度响应受电机参数变化影响小,各种外界干扰也得到了很好的抑制。用TMS320LF2407ADSP来搭建硬件电路,证明本控制器在实时控制中取得了很好的实验性能。     

基于非线性观测器的DFIG直接功率控制

与传统的双馈感应发电机矢量控制方法相比,直接功率控制可简化控制器结构,提高系统的鲁棒性.文中提出基于非线性状态观测器的直接功率控制策略,并引入跟踪微分器以改善系统的动态性能,解决传统直接功率控制系统中快速性与超调量间的矛盾.理论分析与仿真实验表明基于非线性观测器的DFIG直接功率控制能够实现快速无超调控制,同时减小动态...     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰无源控制

针对传统永磁同步电机滑模控制存在的抖振以及系统抗扰动鲁棒性差问题,提出一种基于扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰无源控制方法。转速外环设计自适应滑模控制器,采用扩张状态观测器对系统干扰项进行观测,用其进行前馈补偿。电流内环将无源控制与自抗扰控制相融合,得到d-q旋转坐标系下的电压给定。新型控制方法可有效抑制系统抖振,增强系统鲁棒性。试验结果验证了所提控制方法的有效性和实用性。