基于反馈线性化的STATCOM控制研究

利用基尔霍夫定律建立STATCOM开关函数模型,采用反馈线性化解耦控制方法,实现STATCOM非线性系统有功电流和无功电流的解耦,并基于线性控制理论中的极点配置方法为解耦线性化模型设计了控制器;并根据瞬时无功功率理论对负载线路中的无功电流进行动态实时检测,作为STATCOM补偿无功功率的给定,实现对无功变化负载的快速响...     

基于CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM研究

针对非线性、冲击性负荷给煤矿电网注入了大量无功功率和谐波的问题,研究了基于CPS-SPWM调制方式的链式静止同步补偿器STATCOM;介绍了链式STATCOM主电路结构;针对链式STATCOM调制方式包括单极性CPS-SPWM和双极性CPS-SPWM两种调制方式,采用Matlab仿真分析了基于H桥基本模块和基于级联H桥的单极性CPS-SPWM调制方式与双极性CPS-SPWM调制方式的差别,结果表明,单极性CPS-SPWM调制方式的波形质量明显好于双极性CPS-SPWM调制方式,链式STATCOM应选用单极性CPS-SPWM调制方式;采用Matlab/Simulink平台对不同调制比下的基于单极性CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM进行仿真,结果表明,该链式STATCOM具有输出波形好、谐波低、扩展性强等特点。     

可逆冷带轧机速度张力系统的动态滑模解耦控制

为削弱可逆冷带轧机速度张力系统中各变量间的非线性耦合影响,本文提出了一种基于幂指数趋近律的微分几何动态滑模解耦控制方法.首先,应用微分几何理论,通过非线性状态反馈和坐标变换,实现了可逆冷带轧机速度张力非线性耦合系统的输入/输出动态解耦和线性化.其次,针对解耦后得到的各独立线性子系统,综合考虑可逆冷带轧机速度张力系统的负载扰动、参数摄动和未建模动态等不确定部分的影响,基于幂指数趋近律设计了动态滑模控制器.理论分析表明,所提出的控制方法能够保证闭环系统渐近稳定,并能有效削弱系统抖振.最后,对某1422mm可逆冷带轧机速度张力非线性耦合系统进行仿真,并同其他解耦控制方法相比较,结果验证了所提出方法的有效性.     

级联式STATCOM解耦控制策略

在级联式H桥多电平的静止同步补偿器(STATCOM)控制系统中,由于耦合效应,三相总直流侧电压控制和单个电容电压平衡控制之间会产生影响,不利于平衡控制问题的解决。针对该问题推导出解耦的条件,提出在解耦情况下的平衡控制策略。在实现无功补偿的同时,解决各H桥直流电容电压动态的平衡。搭建十三电平级联H桥STATCOM的仿真模型和七电平实验平台,仿真、实验结果说明该控制策略对无功补偿具有良好的补偿性能,且直流侧电容电压在控制范围内稳定波动,验证了控制策略的可行性。     

基于未建模动态补偿的一类MIMO非线性系统的自适应广义预测解耦切换控制

针对一类不确定的多输入多输出(MIMO)离散时间零动态不稳定非线性系统, 提出了一种基于未建模动态补偿的非线性广义预测解耦切换控制方法. 该控制方法要求系统的未建模动态满足线性增长条件, 放宽了未建模动态全局有界的限制. 建立了所提的自适应控制方法的稳定性和收敛性分析. 而且, 在设计广义预测解耦控制器时, 把“一一映射”与ANFIS的训练相结合来估计系统的未建模动态, 保证了ANFIS的万能逼近特性. 最后, 仿真结果验 证了所提方法的优越性.     

高温持久试验机加热电炉的模糊控制

高温持久试验机加热电炉是一个双输入双输出系统,建立了系统的模型.针对该系统的大时滞、非线性、强耦合等特点,提出一种模糊解耦控制算法,对复杂系统实现了满意控制.通过仿真实验说明了该方法的有效性和较强的鲁棒性.     

一般非线性系统的控制解耦

本文利用微分几何方法,讨论了一般非线性系统的反馈解耦和无交互控制问题,给出了一般非线性系统的状态方程反馈解耦及块输入-块输出无交互控制问题可解的充分必要条件.     

基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制

针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制方法.该控制方法由线性鲁棒广义预测解耦控制器和神经网络非线性广义预测解耦控制器以及切换机构组成.线性鲁棒广义预测解耦控制器用于保证闭环系统输入输出信号有界,神经网络非线性广义预测解耦控制器能够改善系统性能.切换策略通过对上述两种控制器的切换,保证系统稳定的同时,改善系统性能.同时本文给出了所提自适应解耦控制方法的稳定性和收敛性分析.最后,通过仿真实例验证了该方法的有效性.     

基于逆系统方法的DGMSCMG框架伺服系统解耦控制研究

双框架磁悬浮控制力矩陀螺(Double-gimbal magnetically suspended control moment gyroscope, DGMSCMG)的框架伺服系统是一个多变量、非线性且强耦合的复杂系统. 为了进一步提高框架伺服系统的控制精度,本文提出了一种基于电流模式的动态逆系统解耦方法,通过对功放系统的动态补偿有效克服了未建模动态对解耦性能的影响,采用自适应滑模控制器有效提高了系统的跟踪特性. 对比仿真结果证明了该方法的有效性和优越性     

基于复合滑模控制的MMC串联微电网电压控制策略

针对孤岛运行模式下MMC串联结构微电网系统存在的输出电压波动问题,提出了一种复合滑模控制方法实现系统输出电压稳定控制。该方法采用电压外环滑模控制、电流内环PI控制的双闭环结构。为了简化系统控制器的设计,使用逆系统方法对非线性、强耦合的原系统进行反馈线性化实现解耦控制。然后,采用载波移相脉宽调制技术产生调制信号来控制发电单元模块工作。最后,通过搭建仿真模型进行验证。仿真结果表明,与传统的双闭环PI控制相比,复合滑模控制下系统具有较快的动态响应速度和较强的抗负载扰动能力。     

基于LESO的MMC-RPC反馈线性化直接功率控制

模块化多电平铁路功率调节器作为一个耦合的多变量非线性系统, 传统PI控制的直接功率控制难以实现 对系统的精确解耦. 本文提出了一种基于线性扩张状态观测器的反馈线性化直接功率控制方法, 根据Lie导数构建 了模块化多电平铁路功率调节器(MMC-RPC)两输入/两输出功率仿射模型, 设计了精确反馈线性化功率解耦控制 器. 针对不确定因素等扰动对精确反馈线性化控制效果的影响, 设计了线性扩张状态观测器对扰动进行观测和补 偿, 实现了功率的精确跟踪控制. 最后, 通过MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型对所提控制方法进行了验证.     

Minimality of dynamic input-output decoupling for nonlinear systems

In this note we study the strong dynamic input-output decoupling problem for nonlinear systems. Using an algebraic theory for nonlinear control systems, we obtain for a dynamic input-output decouplable nonlinear system a compensator of minimal dimension that solves the decoupling problem.     

Nonlinear adaptive model following control for a 3-DOF tandem-rotor model helicopter

This paper considers two-input, two-output nonlinear adaptive model following control of a 3-DOF (degree-of-freedom) tandem rotor model helicopter. The control performance is studied by real time implementation of the control algorithms in an actual helicopter testbed. Since the decoupling matrix of the model helicopter is singular, the system is not decouplable by static state feedback, and it is challenging to design a feedback control system. Dynamic state feedback is applied. The controller is designed using a nonlinear structure algorithm. Furthermore, a parameter identification scheme is introduced in the closed-loop system to improve the control performance. Three identification methods are discussed.     

双馈风力发电机功率解耦的非线性控制研究

针对传统矢量控制双馈风力发电机动态解耦不佳现象及电机参数依赖性问题,提出基于滑模变结构控制和反馈线性化控制的非线性控制策略。分别对两种策略的控制原理和优缺点进行了详细分析。在PSCAD环境中,将非线性控制策略应用于DFIG矢量控制中,建立其系统模型。仿真结果表明：提出的两种策略均能实现双馈风力发电系统最大功率点跟踪以及有功功率和无功功率解耦。对仿真结果进行对比分析,发现基于滑模变结构的系统有较好的解耦效果,较强的全局鲁棒性,控制效果优于反馈线性化控制,为双馈发电机励磁控制系统的设计奠定了理论基础。     

双馈风力发电系统功率解耦控制策略仿真研究

研究风力发电机功率效率优化控制问题,由于外部风力环境变化较大,应保证变换器的稳定性控制。传统的控制方法不但动态和稳态性能差,而且控制策略比较复杂。为了改善控制效果,提高直流电压利用率,采用了SVPWM调制技术,并提出了一种功率解耦控制策略的双脉宽调制(PWM)变换器控制方案。网侧变换器控制直流母线电压的稳定并调节网侧功率因数,转子侧变换器进行矢量解耦控制,调节定子有功和无功功率。仿真结果表明,控制策略能够快速跟踪风速变化,维持直流侧母线电压恒定,输出的电流为正弦波,并且与电网电压同频同相,满足并网条件,实现有功和无功功率的独立调节,对并网风力发电系统的设计研究提供有意义的参考。     

静止同步补偿器控制系统的设计与实现

研究了静止同步补偿器的控制器设计与实现;介绍了静止同步补偿器的工作原理,从静止同步补偿器的工作机理动态性能出发,引入逻辑开关函数建立静止同步补偿器的动态数学模型,在其动态数学模型的基础上提出了一种预测电流控制策略,设计了静止同步补偿器的数字控制系统,研制了以TMS320F2812为核心的控制系统,并研制了相关的硬件电路,开发了软件系统,构建了实验平台;在电源电压为380V,系统频率50Hz条件下对控制系统进行测试,实验结果表明,研制的数字控制系统参数调整方便,性能参数满足静止同步补偿器控制要求。