一种改进的同步磁阻电机无模型预测电流控制

无模型预测电流控制(Model-free predictive current control, MFPCC)由于本质上对系统内外扰动具有鲁棒性,在电机驱动领域得到广泛的研究,能够实现同步磁阻电机(Synchronous reluctance motor, SynRM)的高性能控制。传统的MFPCC方法把各时刻电压矢量对应的电流差分存储在查找表(Lookup table, LUT)中,进而预测下一时刻的最优电压矢量,但存在电流差分更新停滞和稳态性能不理想的问题。针对这些问题,提出一种改进的MFPCC方法,将电机模型用超局部模型表示,通过在线估计增益项和扰动项来及时更新LUT,解决了电流差分更新停滞的问题。另外利用扩展的有限状态集,得到更精确的电压矢量,改善了系统稳态性能。最后将所提方法与传统的MFPCC方法进行对比,仿真和试验结果表明该方法可以有效解决电流更新停滞的问题,并在全速范围内具有良好的动静态性能。     

基于ANFIS-PI的同步磁阻电机矢量控制

针对同步磁阻电机在正常运行过程中磁路饱和导致的电感变化问题,提出一种采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的PI参数整定方法,以提高电机控制的响应速度。先采用电流调节系统对样机有限元模型进行仿真,得到电流电感数据并拟合电感表达式,进而计算最大转矩电流比的电流角,然后搭建了基于ANFIS-PI的同步磁阻电机矢量控制模型,将经过神经网络训练后的控制模型与有限元软件进行联合仿真。结果表明,与常规PI控制相比,采用ANFIS-PI法可更准确地调整PI参数,进而提高电机动态响应速度。     

一种改进的四相开关磁阻电机直接转矩控制

开关磁阻电机转矩脉动大的问题限制了其应用,将交流电机的直接转矩控制方法应用于开关磁阻电机中。分析了直接转矩控制原理及电压矢量建立原则,利用MATLAB构建了变磁链的开关磁阻电机直接转矩调速系统模型,有效抑制了转矩脉动,并针对电机启动过程中定子电流脉冲大的问题,提出了将电流斩波与直接转矩控制方式相结合的方法,通过合理选择控制参数,使转矩脉动幅度在10%以内,同时将电流脉冲减小到原来的1/3,提高了电机的动态及稳态性能。     

非对称中点钳位型逆变电路的开关磁阻电机模型预测直接转矩控制方法

针对开关磁阻电机(SRM)转矩脉动过大的问题,提出一种非对称中点钳位型逆变电路的模型预测直接转矩控制方法,该控制方法基于开关磁阻电机的电感特性及转矩产生原理对扇区进行重新划分,对非对称中点钳位型逆变电路的基本工作模式进行分析并选取基本电压状态,根据直接转矩控制原理及扇区实际意义制定新型矢量选择方案,减少每个控制周期中的...     

基于新型权重因子校正和延时补偿的永磁同步电动机模型预测转矩控制

为解决永磁同步电动机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)模型预测直接转矩控制(Model predictive direct torque control,MPC-DTC)权重因子和计算延时问题,提出了新型权重因子校正和延时补偿策略,改善PMSM控制性能,完善模型预测转矩控...     

基于D-H参数的磁阻式球形电机动力学建模

三自由度球形电机的动力学模型是对转子运动过程的数学描述,在球形电机的闭环控制中用于计算转子从当前位置运动到期望位置时所需要的驱动转矩。以计算磁阻式球形电机驱动转矩为目标,提出一种动力学方程的建模方法。针对磁阻式球形电机的运动特征,将球形转子等效为三个串联旋转关节,推导出磁阻式球形电机基于D-H参数的动力学方程,再对方程中的未知参数进行辨识,最终模型的预测结果与仿真结果有较高的拟合度,试验验证了该模型在设定运动工况下的可靠性,为磁阻式球形电机驱动控制提供了理论基础。     

基于模糊自适应的开关磁阻电机变磁链研究

传统直接转矩控制使开关磁阻电机定子电流幅值很大,增加了电机铜耗。通过分析不同磁链对系统性能的影响及磁链与转矩之间的关系,提出了一种变磁链的直接转矩控制改进方法。在Matlab/Simulink中搭建四相开关磁阻电机模糊自适应控制的直接转矩系统仿真模型,仿真结果表明该系统响应速度快,能有效减小定子电流幅值,抑制转矩脉动。针对电机起动过程中电流脉冲大的问题,在改进方法中加入电流控制模块,可明显降低起动时电流的幅值,提高电机的性能。     

基于NNARX的动态神经网络模型的水电机组预测控制

针对水轮机调节系统的高阶、非线性及非最小相位的特点,设计了基于非线性自回归动态神经网络(NNARX)的水电机组预测控制系统。为了更好地得到过程参数及对象模型,先利用NNARX神经网络对水电机组整体进行辨识,再利用此网络对水电机组进行预测控制,并给出了模型算法及处理过程。由于NNARX动态网络误差曲面比较复杂,利用L-M算法对其进行训练。仿真结果表明,基于NNARX的动态神经网络模型具有很好的收敛性,辨识精度高,预测控制效果良好。     

基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制策略

为了提高惯性和促进电网恢复,提出一种基于LCL型并网逆变器的虚拟同步发电机模型预测控制（MPC-VSG）策略。该方法在模型预测控制（MPC）中引入虚拟同步发电机（VSG）控制输出电流内环的参考值,使内环电流参考值可随电网电压和频率变化。基于Matlab搭建仿真模型,和MPC控制方法相对比和分析。仿真结果表明：当逆变器输出功率发生变化时,采用VSG的模型预测控制可增加电网的惯性和稳定性,改善系统暂态过程。     

基于ESO的PMSM驱动系统单相电流传感器模型预测转矩控制

针对仅有一相电流传感器的三相永磁同步电机(PMSM)系统,采用扩张状态观测器(ESO)技术构造观测器,以实现对其他两相电流和时变定子电阻的快速准确估计;为增强系统鲁棒性,设计改进滑模(SM)转速调节器;为减小转矩和磁链脉动,给出系统有限集-模型预测转矩(FS-MPTC)设计方法。所设计基于ESO的SM-MPTC策略能够使仅有一相电流传感器的PMSM系统可靠稳定运行,具有满意的动态性能和较强的鲁棒性。仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于广义预测控制的风电场调频控制策略研究

为降低通信延迟对风电参与二次调频时频率稳定性的影响,提出一种基于系统辨识理论和广义预测控制算法控制风电机组参与电力系统二次调频的控制策略.首先,建立考虑通信延迟的单区域互联电力系统二次调频模型.其次,通过利用变遗忘因子递推最小二乘算法(FFRLS)进行在线辨识,建立单输入单输出被控系统的差分方程的受控自回归滑动平均模型...     

正十二边形矢量集的永磁同步发电机磁链预测控制

针对磁链预测问题，基于广义比例积分观测器原理设计磁链观测器，并基于此实现具有误差校正的磁链预测，提升磁链预测精度；针对备选电压矢量较少的问题，构造一种均匀对称分布的正十二边形矢量集，不仅增加可选矢量数量，而且矢量集的正十二边形分布特征有利于特定次开关谐波的消除。基于以上核心算法，最终为风电系统中PMSG设计FCS-MPFC方案，并通过实验验证所提方案具有较强的参数鲁棒性和较高的转矩控制精度。     

基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究

提出了一种改进的异步风力发电机直接转矩控制方法,此方法不仅简单,而且性能优于传统的滞环比较器控制方式。利用转矩模糊控制器和磁链控制器代替传统的滞环比较器,通过Matlab/Simulink仿真表明,基于空间矢量脉宽调制的直接转矩改进方法不仅改善了异步发电机稳态转矩脉动大的问题,而且减小了电机启动电流,还大大提高了整个控制系统的性能。     

考虑空气密度变化的风电机组转矩控制算法研究

为了研究在不同空气密度条件下转矩控制修正算法对风电机组功率提升的影响,文章分析了空气密度与最优转矩控制的关系。结合风电场实际测量数据,总结空气密度的变化特点及规律,设计了考虑空气密度变化的最优转矩控制修正算法。利用Bladed软件,在湍流风况下设计了不同空气密度时,有、无空气密度修正的5组对照实验。实验结果表明,空气密度变化直接影响机组的输出功率,但是针对转矩控制的直接修正算法对风电机组发电功率提升效果不明显,有待进一步的综合优化。     

基于矢量控制的永磁同步发电机电磁转矩控制方法优化

当永磁同步发电机应用在发电系统中,会遇到诸多问题.首先其转子磁场存在不可控制性,其次当发电机端电压过大超过传统变流器直流母线电压时会引起变流失败,再次永磁发电机输出电流流向难以直接控制等问题.为解决上述问题,提出了在永磁同步发电机三相出线端串接感性电抗器,通过控制电抗器上的电压幅值和相位间接控制三相出线端电流的控制策略,从而可以有效的解决上述问题.根据余热发电系统的要求,结合永磁同步电机的矢量控制技术,搭建了永磁同步发电机电磁转矩控制的仿真平台.仿真结果验证了设计方案能够合理与有效的控制永磁同步发电机电磁转矩.     

超临界火电机组协调系统建模及模型预测控制算法研究

针对因超临界火电机组协调系统建模精度不高,进而影响先进控制算法控制效果的问题,提出了一种分立-组合式建模方法,并将其应用于模型预测控制算法中。首先,利用子空间辨识方法分步求解分立的子系统模型,之后将分立模型进行组合得到机组的整体模型,以某600 MW超临界火电机组的多组实际数据为训练样本和检验样本,模型输出参量的拟合度可达到90%以上,从而解决了传统机理建模中假设条件较多、机组动态特性不足等问题;其次,以所建立的分立-组合模型为基础,分别应用于模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）算法和常规PI解耦控制算法中,由于MPC拥有对多进多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统更好的适用性,并可以在每个周期内求解带约束条件的最优解,使得控制量在超调量方面幅度下降了近20%,调节时间缩短30%以上,从而体现了所提改进算法在机组协调系统控制中的优越性。     

基于改进无模型自适应控制的漂浮式海上风机转矩-变桨协调控制策略研究

针对漂浮式海上风机建模困难、频繁变桨造成的严重疲劳损伤等问题,提出一种基于改进无模型自适应控制的转矩-变桨协调控制策略。该策略不依赖漂浮式海上风机的数学模型,通过集成迭代学习控制策略改进无模型自适应控制方法,设计发电机电磁转矩和桨距角作为控制变量的多输入多输出控制器进行协调控制,允许非零度桨距角下风机用做动能缓冲,在平滑输出功率的同时减少变桨动作量。为证明所提出控制策略的有效性,在多种风场景下,与增益调度PI控制等方法进行了对比实验。结果表明：所提出的控制策略使漂浮式海上风机在满足发电功率平稳性的同时减缓了漂浮平台的俯仰运动,可有效降低漂浮式海上风机的疲劳载荷。     

大型风电机组模型预测独立变桨控制器设计

针对恒转速运行时,大型风电机组承受的不平衡载荷问题,提出一种多输入多输出的风电机组模型预测(MPC)独立变桨控制策略.首先,建立风电机组旋转坐标系下的状态空间模型,经过坐标变换得到固定坐标系下的平均周期模型,分析表明模型在非对角存在无法忽视的耦合;然后,计算所需观测器和控制器的参数,进一步设计基于Kalman状态观测器...     

ISG电机转矩补偿的低温预混柴油机瞬态控制

采用ISG电机进行动态转矩补偿,解决低温预混柴油机瞬态过程动力不足的问题。使用自主的燃烧状态分析单元,采集各缸缸压信号,计算燃烧状态指标,并发送给发动机控制单元。通过控制主喷油量和主喷定时,实现基于平均指示压力和放热中点的双闭环反馈的燃烧闭环控制。利用摩擦转矩增量与最大缸压增量之间的线性关系,进行摩擦转矩预估。利用反馈的平均指示压力、平均泵气压力和预估的平均摩擦压力,预估发动机输出的有效转矩。在转矩预估和燃烧闭环的基础上,进行转矩闭环控制。在发动机和ISG电机间进行转矩分配,在瞬态工况下,由于油量限制导致的转矩不足由ISG电机补偿。试验表明:在低温预混燃烧的瞬态加载工况和燃烧模式切换的瞬态工况下,利用ISG电机进行动态转矩补偿,无碳烟排放恶化状况,系统的转矩跟随效果好。