基于虚拟磁链的PWM整流器模糊自适应反推控制

三相PWM整流器传统双闭环PI控制参数整定困难且抗干扰能力较弱,控制器稳定性不高,跟踪速度较慢。提出一种新型的控制策略,针对传统虚拟磁链观测器存在的观测误差提出改进方案,利用改进的虚拟磁链观测器替代交流电压传感器,在降低系统复杂度和成本的同时,很好地解决了反推控制存在稳态扰动误差这一问题;根据非线性系统 Lyapunov稳定理论设计电压外环和电流内环反推控制器来代替传统的PI控制器,将模糊控制与反推控制相结合,对控制器中的关键参数进行实时优化。通过MATLAB/Simulink进行仿真,引入不同的扰动进行测试,结果表明,所提方法能有效提高系统的抗干扰能力和反应速度,具有良好的动态性能。     

电压型PWM整流器比例-积分控制器的参数设计

PWM整流器采用直接电流控制策略和双闭环控制结构,内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略,利用PI调节实现电流的快速跟踪控制。外环电压控制器由PI控制器构成,能够保证直流电压的稳定运行。由整流器的控制结构及其在旋转dq坐标系下引入PI调节器后的数学模型,简化得到电压环、电流环传递函数,根据控制系统要求采用3种方式设计PI参数。分析3种方式设计的PI参数下系统抗扰动性,用MATLAB仿真验证设计方法的正确性,结果表明在采用典型二型系统设计和二阶系统设计方法下,系统具有良好的动态性和稳定性。     

基于重复控制的并联型有源滤波器电流控制研究

单相并联型有源滤波器电流控制采用双环控制结构,内环PI控制校正LCL并网滤波器频率特性,简化外环重复控制器设计,提高动态响应速度。外环采用嵌入式重复控制保证控制系统稳态精度,同时引入电网电压前馈抑制电压扰动影响。详细分析了电压前馈控制性能,双环控制系统的稳定性和鲁棒性,分析和实验结果表明重复加PI双环控制系统响应速度快,稳态精度高,抗扰动能力强,并且具有较好的鲁棒性。     

一种基于内模控制的三相电压型PWM整流器控制方法

三相电压型PWM整流器可以减小用电设备对电网的谐波污染并具有比较高的功率因数,因而应用越来越广泛。PWM整流器一般采用双闭环控制,电流内环使用电压前馈解耦型比例积分调节控制。但该方法对整流器准数学模型和参数准确性依赖较强,同时调节器参数繁多导致调试困难。本文将内模控制应用到PWM整流器电流内环控制中,用内模控制器代替传统PI调节器,不需要整流器准确的模型和参数,并能减少系统调节参数,避免重复试验。仿真和实验结果表明,该整流器系统能够保证很高的功率因数和输入电流较好的正弦度,能适应负载和直流母线电压的扰动,电流内环具有很好的跟随和动态性能。     

单相逆变器双环控制改进策略研究

从逆变器的建模和控制入手,针对电容(电感)电流内环和负载电压外环双环PI控制存在的缺点,提出了电流内环采用电感电流瞬时反馈和负载扰动前馈相结合的PI控制,电压外环采用PR控制的改进策略。根据改进的双环控制策略建立了逆变器的控制系统模型,利用极点配置法设计了控制器参数,并对控制系统进行了频域特性分析。最后,在Matlab中对单相电压型PWM逆变器改进控制策略进行了Simulink仿真,仿真结果表明:系统设计合理,改进控制策略效果良好。     

基于反馈线性化控制的D-STATCOM在配电网中的应用

针对传统的电压外环电流内环双闭环控制时需要多个PI控制器、PI控制参数难以调节以及自适应差等问题,阐述了反馈线性化控制方法基本原理,分析了该方法提高D-STATCOM动态性能的机理,建立了D-STATCOM动态模型,提出了将D-STATCOM非线性系统精确线性化以实现原系统有功电流和无功电流的解耦控制设计方案.仿真结果表明,反馈线性化控制器具有良好的动态补偿特性,稳态性能好,能满足配电网电压控制的要求.     

基于准PR控制的单相能馈型交流电子负载研究

针对能馈型交流电子负载传统控制精度低、动态效应差、实现难度大等问题,将准比例谐振(QPR)控制用于电流控制器的设计。首先介绍了能馈型交流电子负载的原理及结构;其次对系统整体控制方案进行了设计,模拟变换器采用单电流环控制,并网变换器采用电流内环和带二次陷波器的电压外环双闭环控制,可以准确模拟真实负载和能量单位功率因数回馈电网,达到节能的效果;最后,通过仿真和样机实验结果验证了理论的正确性。     

基于数字PI控制的燃料电池电站功率研究

根据燃料电池电站功率逆变系统非线性的特点,进行线性化处理.采用数字化PI控制其输出波形.采用带滤波电感电流内环的电压瞬时值控制策略,电压瞬时值外环反馈控制提高系统动态响应,电流瞬时值内环反馈摔制提高系统稳态输出精度,选用TI控制器软件平台试凑PI参数.实验表明,该设计方案快捷、有效,电压输出波形良好.     

基于精确线性化变结构控制的UPFC控制器设计

统一潮流控制器自身结构复杂、变量多,为了简化其控制器的设计过程,建立只考虑并—串联变流器交流侧电流状态和直流电容电压状态的UPFC的5阶非线性模型。采用双环控制策略来设计UPFC控制器,通过PI外环控制直流电容电压,选取并—串联变流器交流侧电流作为系统控制输出,通过状态反馈精确线性化将原非线性系统线性化为4个线性子系统,并应用变结构控制原理实现并—串联变流器交流侧输出电流的内环控制。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

基于滑模变结构PR控制的PWM整流器研究

针对PI控制器在负载突变和起动时对电流内环参考指令跟踪调节速度慢、存在静态误差等问题,提出基于电流内环的优化比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制器,并结合具有开关特性的滑模控制器来降低电压外环PI控制器对电流内环控制精准性的影响;将两者结合来提高三相PWM整流器的稳态性能及负载扰动时动态性能和鲁棒性能。最后,搭建基于TMS320F2812核心控制板的10 k W整流器实验平台进行验证,实验结果表明滑模PR控制策略的可行性和有效性,且具有较好的工程实际应用价值。     

智能PI控制在交流调速系统中的应用

本文提出一种智能PI控制器,并用作交流调速系统的转速调节器.智能PI控制器能根据系统运行状态动态地改变调节器结构和参数,有效地缓解了传统PI调节系统快速性和平稳性的矛盾,改善了调速系统的动态性能.仿真与实验结果表明:在相同的负载转矩扰动下,智能PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于积分分离的PI控制系统.     

基于复合型自适应广义积分器三电平APF研究

电力有源滤波器(active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段之一。提出一种在三相静止坐标下的基于自适应理论的复合控制器,复合控制器包括改进的自适应广义积分器和PI控制器。在最大限度利用PI控制器进行谐波电流快速跟踪的同时,采取自适应广义积分器对各次谐波进行稳态无静差跟踪控制。提出的复合控制器与三电平电压空间矢量调相结合,能够消除单PI控制交流变量时所存在的稳态静差问题和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,并给出了设计参数和系统的稳定性分析。基于MATLAB/Simulink仿真平台,对基于自适应广义积分器的三电平APF控制系统进行了仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

基于ESO和终端滑模控制的虚拟同步发电机研究

微电网是由分布式电源、储能装置和负荷等组成的统一整体,其在孤网模式下运行时,主控微源对电压和频率的控制能力对于微电网的稳定至关重要。受电力电子器件固有特点的影响,微网孤网运行的稳定性较差。为实现主控微源对交流微网的调节作用,提高交流微电网孤网运行稳定性,在DIg SILENT中搭建了光储系统作为主电源的交流微电网。然后依据虚拟同步发电控制技术和非线性鲁棒控制技术对逆变器设计了虚拟同步发电控制器,在功频控制器中引入扩张状态观测器和终端滑模控制来改善控制性能。通过仿真分析,虚拟同步发电控制在负荷波动和光伏出力波动时能有效调节微网的电压和频率。通过与一般的控制器仿真结果进行对比,基于ESO和终端滑模控制的虚拟同步发电控制不仅能实现微网调频调压功能,还能有效提高暂态频率稳定性,增大交流微网惯性。     

模糊PI控制在交流调速系统中的应用

传统PI控制对具有非线性、大时滞、时变、强耦合等特性的被控对象的控制效果不理想。针对该问题,将模糊PI控制引入到交-交变频同步电机调速系统中,以模糊PI控制器代替传统的PI控制器。阐述了模糊PI控制器的原理以及算法,最后将其应用到12kW交-交变频三相同步电机系统中。实用表明,系统的各项参数指标均优于传统PI控制。     

基于模糊单神经元PI的微电网频率自适应控制

在采用下垂控制策略的传统微电网中存在母线频率随负载增大而下降的问题,为确保母线频率不偏移标准频率,需要采取频率恢复控制策略。目前实现频率恢复的常用方法是基于比例-积分(PI)的控制策略。由于微电网网络结构和系统参数存在变化,PI控制可能无法满足频率控制快速响应、恢复的需求。为解决该问题,文中提出在第二层控制微电网中央控制器中使用单神经元自适应PI控制算法作为频率恢复算法,实现频率无差控制。为进一步增强系统的鲁棒性、加快频率的恢复,使用模糊控制器对单神经元PI控制器的神经元比例系数进行在线优化,并通过仿真与固定神经元比例系数的单神经元自适应PI控制进行对比,证明了所提改进控制策略可改善频率恢复控制的暂态性能,加快微电网的频率恢复。     

基于模糊逻辑控制的异步电动机转速控制

为了提高异步电动机矢量控制系统对参数变化和负载扰动的鲁棒性,设计了基于模糊逻辑控制的速度控制器,并通过MABLAB/SIMULINK仿真将其与PI控制的系统速度响应进行比较,仿真结果表明模糊控制能使系统取得较好的控制性能并具有较强的鲁棒性。     

基于整数阶PI无源控制的Boost变换器研究

为了解决在负载扰动和系统阻尼变化的条件下,Boost变换器存在电感电流超调量大的问题,采用整数阶PI无源控制策略进一步提高系统的动态稳定性.首先,将整数阶PI控制方法引入到传统的无源控制器,有效地提高了系统的控制性能.其次,采用Cohen-Coon法整定最优整数阶PI控制参数,从而达到降低电流纹波的目的.仿真结果表明,...     

Grasshopper optimization algorithm optimized multistage controller for automatic generation control of a power system with FACTS devices

This paper uses a Grasshopper Optimization Algorithm (GOA) optimized PDF plus (1+ PI) controller for Automatic generation control (AGC) of a power system with Flexible AC Transmission system (FACTS) devices. Three differently rated reheat turbine operated thermal units with appropriate generation rate constraint (GRC) are considered along with different FACTS devices. A new multistage controller design structure of a PDF plus (1 + PI) is introduced in the FACTS empowered power system for AGC while the controller gains are tuned by the GOA. The superiority of the proposed algorithm over the Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO) algorithms is demonstrated. The dynamic responses of GOA optimized PDF plus (1+ PI) are compared with PIDF, PID and PI controllers on the same system. It is demonstrated that GOA optimized PDF plus (1+ PI) controller provides optimum responses in terms of settling time and peak deviations compared to other controllers. In addition, a GOA-tuned PDF plus (1 + PI) controller with Interline Power Flow Controller (IPFC) exhibits optimal results compared to other FACTS devices. The sturdiness of the projected controller is validated using sensitivity analysis with numerous load patterns and a wide variation of parameterization. To further validate the real-time feasibility of the proposed method, experiments using OPAL-RT OP5700 RCP/HIL and FPGA based real-time simulations are carried out.     

基于RBF神经网络的智能负载控制策略研究

本文在电力弹簧的数学模型和控制电路的基础上,提出了一种基于RBF神经网络的智能负载控制方法,利用RBF神经网络算法可以有效弥补传统PI控制器参数固定,无法更改的缺点。通过对控制器参数实时在线调整,可以有效地减少智能负载失稳情况,从而确保系统母线电压稳定。最后,在MATLAB/Simulink的仿真环境中进行仿真验证,结果表明：与传统PI控制下的智能负载相比,本文所提的控制方法具有更强的调节性能。     

基于模糊自适应PI控制的柔性直流输电系统实验研究

柔性直流输电在联接无源网络时,对其控制的关键是对无源网交流电压和频率的控制.针对联接无源网的控制方法进行研究和实现,结合实际计算机控制器,提出了柔性直流输电交流电压和频率离散化控制原理.引入了作用模糊子集推理方法,与DSP运算特点结合,应用于PI参数自调整.提出了基于作用模糊子集推理的DSP模糊控制实现方法:根据系统状态的偏差、偏差变化和隶属函数求作用模糊子集和相应的隶属度;根据最小值原则计算前件真值.并按各自模糊控制规则将真值传给后件;确定输出的模糊量,并计算相应的隶属度:利用加权平均法反模糊化并在线自修正PI参数.开发了VSC-HVDC的DSP交流电压控制器.进行了模糊自适应PI控制的实验研究.结果表明,对VSC-HVDC交流电压控制采用作用模糊子集的自适应PI控制是有效的.