基于TMS320LF2407A的直流调速系统研究

对基于TMS320LF2407A的直流调速系统进行了深入的研究,设计的数字化直流调速系统主电路采用IGBT组成H型PWM变换器,以16位高性能DSP芯片TMS320LF2407A作为主控芯片实现数字控制,其特点是用DSP取代模拟触发器、电流调节器、速度调节器及逻辑切换等硬件,系统的电流调节器和转速调节器都用PI调节器,对系统进行了硬件及软件设计,在理论分析的基础上搭建了实验系统并进行了实验,给出了实验结果.     

基于DSP的永磁同步电机无位置传感器控制方法

机械制造、医疗设备、信息和军事装备等行业都需要应用到数控技术,而数控技术的核心问题在于如何提高电机运行速度和转子位置的控制精度。为了进一步提高对电机速度和位置的控制精度,并且便于系统的数字化实现,给出了一种改进的永磁同步电机速度与位置的计算方法,并在此方法的基础上,给出了一种能够使电机在低速运行时仍然能够具有良好的速度与位置响应的策略。为了解决电机在低速运行时速度与位置估算不准确的问题,在应用了永磁同步电机无位置传感器状态估计方法的基础上,引入了适用于转子磁场定向矢量控制系统的PI调节器控制环节。当电机在低速状态运行时(系统规定低速运行范围在5~20 r/min),系统自动切换至低速运行模式,PI调节器对转矩电流的误差项进行采样,来获得电机的转速信息。通过仿真实验,可以很清晰地看出,系统引入PI调节环节以后,电机无论是在高速运行还是在低速运行时都具有较为理想的运行效果。     

永磁同步伺服系统低速性能研究

本文简要介绍了永磁同步伺服系统的原理、构成,以及系统电流环速度环的设计,分析了处于低速和高速运行情况下系统的运行状况之间的差别。通过仿真和实验,研究了系统在低速运行情况下的速度跟随、负载扰动响应性能对调节器的不同要求,讨论了系统在低速运行范围内调节器参数的整定,以及借助于负载观测自动补偿负载扰动的方法。通过负载观测器参与系统控制,可以有效解决动态跟随调节和动态抗扰调节之间的矛盾。文章还给出了系统参数调整适当情况下的速度阶跃、负载扰动响应波形。从实验结果来看,借助于合适选择速度调节器参数、并将负载观测值引入系统进行抗扰调节,系统将具有很好的动态跟随和抗扰响应性能。     

EV驱动用DSPM电机的—种新型分段电流斩波方式

外转子双凸极永磁电机运行在低速状态时,传统PWM调制方式的电流斩波只有单一的电流限值范围,这样造成调速系统效率降低、斩波的效果不好。本文提出一种新型的分段电流斩波方式,设计了电流限值给定电路和其他相关电路,根据电机运行在低速状态时的不同转速范围,将电流限值范围分为几段,而得到斩波信号,进行PWM调制的电流斩波,并且对桥臂上、下管进行轮换单斩,保证了每个开关管损耗的一致性,改善了系统效率,提高了可靠性。     

宽转速运行的定子双绕组异步电机风力发电系统低速轻载运行时的效率优化控制策略

为有效利用低风速区风能,拓宽风能利用范围,对宽转速运行的定子双绕组异步电机(DWIG)风力发电系统低速轻载运行时的效率优化问题进行了研究。简述了该发电系统的拓扑结构和低速运行时的电压控制原理,分析了DWIG低速运行时效率优化控制的基本原理及特殊性,推导了考虑铁损的DWIG数学模型,建立了DWIG损耗模型,获得了最优磁链求解方程,进而提出了一种基于DWIG损耗模型的效率优化控制策略,并给出了具体实现方法。样机实验结果表明,该效率优化控制策略是正确、有效的,它不仅能使系统保持低速运行输出额定电压的优势,而且还能明显提高系统低速轻载运行的效率,从而实现了低风速区风能的有效利用。     

基于TMS320LF2407A开关磁阻电机控制系统的研究及实现

首先介绍了开关磁阻电机调速系统及各运行状态控制,其次在分析开关磁阻电机运行原理、调速特性和控制方法的基础上,提出了高速变角度电压斩波控制—低速定角度电流斩波电压斩波控制的控制策略,PWM控制采用双闭环调节器来实现电压斩波。针对实验用30 kW开关磁阻电机驱动系统,基于TI公司的TMS320LF2407A,设计了控制器的硬件电路及软件流程,最后给出了系统在不同转速下的绕组电流及不同负载情况下的电流波形曲线。     

EV驱动用DSPM电机的一种新型分段电流斩波方式

外转子双凸极永磁电机运行在低速状态时,传统PWM 调制方式的电流斩波只有单一的电流限值范围,这样造成调速系统效率降低、斩波的效果不好.本文提出一种新型的分段电流斩波方式,设计了电流限值给定电路和其他相关电路,根据电机运行在低速状态时的不同转速范围,将电流限值范围分为几段,而得到斩波信号,进行PWM 调制的电流斩波,并且对桥臂上、下管进行轮换单斩, 保证了每个开关管损耗的一致性,改善了系统效率, 提高了可靠性.     

注入高次谐波电流的磁悬浮列车非接触供电方法

该文提出了磁悬浮列车低速运行时车载电源供电的新方法。通过在地面定子线圈中注入高次谐波电流和在列车的磁极上加绕一组直线发电机线圈，实现磁悬浮列车在低速运行时车载蓄电池的充足供电。建立了车载直线发电机输出电压模型，研究了车载发电机输出电压与地面定子线圈中注入的谐波电流幅值和频率的关系，并进行实验研究。理论分析和实验结果初步表明了注入高次谐波电流非接触供电方法的可行性。     

低通滤波器观测定子磁链对DTC性能改善研究

对传统的直接转矩控制产生的低速时磁链观测不准确对系统的性能影响进行了详细分析。研究了一种在低速下用基于电压模型的异步电机定子磁链观测的低通滤波器设计,该方法通过检测电机定子电流在低速下对滤波器截止频率进行动态调整和补偿,给出了原理框图和实现方法。利用Matlab/Simulink对探讨改进后的系统进行了仿真。仿真结果表明低速性能得到了提高。     

负载变化下无传感器感应电机主动零频穿越及脉动抑制策略

无速度传感器感应电机系统在低速、变负载工况运行时,转速可观测性较差。为此,提出一种负载变化下无传感器感应电机主动零频穿越及脉动抑制策略。首先,基于误差系数矩阵行列式分析,阐述了低速发电不稳定的原因,揭示了负载变化对感应电机低速运行稳定性的影响,指出负载变化下恒励磁电流策略存在转速不可观测、系统稳定性差等问题。进而,以提高负载变化下系统的转速可观测性为目标,引入主动零频穿越策略,并基于定子电流限制推导出励磁电流自适应变化区间与其修正步长。为提升系统稳态带载能力,分析了同步转速限制值对电机转矩输出能力的影响,并给出同步转速限制值取值范围。此外,为抑制主动零频穿越过程中的转速/磁链/电流脉动,保证电磁转矩和负载实时匹配,提出转矩电流相位补偿方法。最后,在2.2 kW的感应电机实验平台上验证了所提方法的有效性。     

有源电力滤波器控制方法的再认识

本文研究有源电力滤波器的控制方法。首先对比研究了串联型和并联型有源电力滤波器的常见控制方法。然后提出一种将并联型有源电力滤波器控制为电压源的控制方法，称为电压模式控制。之后，与传统的电流模式控制方法进行了比较，发现电流模式控制是电压模式控制的一种特例，直接控制变流器的输出电压更一般。进一步提出并联型有源电力滤波器控制方法的统一描述，分析了控制方法有效的必要条件，并系统化地推导出几种新型控制方法。仿真和实验证明了新控制方法的有效性。     

网络控制系统研究综述(II)

系统地介绍了网络控制系统出现的背景和研究内容 ,综述了网络控制系统的研究现状。网络控制系统作为涉及网络和控制的交叉学科 ,涉及的内容相当广泛。在上一篇中 ,介绍了网络控制系统出现的背景 ,从网络的角度对网络控制系统进行了讨论。在本篇中 ,将从控制的角度对网络控制系统的建模与控制器设计、可靠性和安全性等进行讨论 ,进一步对网络控制系统总体性能的提高进行了讨论 ,并分析了网络控制系统研究中尚待解决的问题以及一些新的研究方向。     

顺序控制技术在火电厂的应用-兼论顺控技术与计算机控制系统的协调发展

回顾了引进的大型单元机组所使用的典型顺序控制技术,在剖析TM、TURBODEM和APS等顺控装置的技术特点及其利弊得失的基础上,按照不同的发展层次,结合各个时期的历史背景,从应用软件的角度澄清了一些事实,对于计算机顺序控制系统本身有待改进的一些问题,进行了探讨,指出真正掌握顺控对象的工艺流程始终是顺控系统设计者的首要任务;顺控技术的总体设计思想有待深化;应用软件的开发方法和环境是应用计算机的必要条件;详尽的操作指导是顺控系统的重要组成部分;最终还需要有一批既精通电厂热工自动控制技术,又能熟练掌握计算机控制技术的专业技术人员;顺控技术与计算机控制系统必须协调发展。     

面向无人驾驶的三轴应急救援车辆并行控制方法

为实现应急救援车辆轨迹跟踪和横向稳定的优化协调,提出了一种基于哈密顿函数的车辆非线性并行控制方法。 分别 建立了车辆动力学模型和轨迹跟踪模型,通过模型变换将车辆动力学模型和轨迹跟踪模型表示为具有相同控制输入的状态方 程,从而将轨迹跟踪和横向稳定协调控制问题转化为一类非线性并行控制问题,分别设计了轨迹跟踪控制和横向稳定性控制的 哈密顿函数,讨论并证明了基于车辆特性的控制器设计存在条件,提出了一种兼顾应急救援车辆轨迹跟踪和横向稳定控制性能 的非线性并行控制方法,并证明了控制系统稳定性。 结果表明,并行控制下的轨迹跟踪精度和稳定性控制精度分别提升了 10. 13%和 13. 79%,从而验证所设计方法能够更好地实现应急救援车辆轨迹跟踪和横向稳定的协调控制。     

适用于模块化多电平储能变流器的分布式控制策略

分布式控制可以有效降低主控制单元的通信与运算压力,便于增强系统的扩展能力与热插拔能力。针对模块化多电平储能变流器(MM-ESC)控制系统计算量大、通信量大、整定复杂等不足,提出一种减少通信和运算的分布式控制系统架构以及适用于该控制系统的子模块荷电状态(SOC)下垂均衡控制策略。该分布式控制架构由一个中央控制单元与若干个子模块控制单元组成,中央控制单元进行交直流功率解耦控制;子模块控制单元根据本地子模块信息进行SOC下垂控制。通过分析子模块相间和相内功率差异化特性,分别设置下垂系数,从而实现子模块电池能量均衡。通过搭建五电平MMC储能变流器仿真系统以及实验平台对所述理论及控制方法进行验证,结果表明,与已有的控制系统相比,该控制架构中处理器计算量小、运行所需通信量小,同时可以满足系统运行要求。     

基于模型的多任务数字电源控制系统设计

首先分析了多任务电源控制系统的工作机制,在此基础上对电源控制系统的任务进行了合理规划和优先级别划分,并建立了控制系统的仿真模型,进一步结合Matlab／EmbeddedCoder集成外设驱动并生成了控制系统的工程代码,并基于SimPowersystem建立了半桥DC／DC的平均电路模型,并通过处理器在环测试（PIL）对控制算法进行了验证,最后通过了样机测试。     

交流异步电机的混合控制系统设计

为了克服直接转矩控制在低速区的不足,提出了将直接转矩控制和间接转矩控制相结合的混合控制方法,介绍了两种方法的基本原理和之间数学关系.该混合控制系统采用基于定子磁链和转子磁链的全阶磁链观测器,在低速区采用间接转矩控制,在高速区采用直接转矩控制,从而实现异步电机的全速域调速控制.实验结果证明了该方式的有效性.     

Heirarchical power system control

The present status and future problems of hierarchical power system control are reviewed. Special emphasis is placed on the hierarchical structure of power system control. Power system control has been developed in close association with the progress of the power system itself. The hierarchical structure of the control system is closely connected, therefore, with that of the power system, and this structural relationship is reviewed. Motivations of using a hierarchical structure of power system control are reviewed in terms of power system control and planning. Required performances of computers installed at respective levels of hierarchical control system are discussed. Benefits resulting from the introduction of such control systems are summarized, and future problems associated with the further development of hierarchical power system control are considered.     

静止同步补偿器精确反馈线性化滑模控制研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的传统滑模控制方法结合了其他的线性控制方法,使得控制参数调节麻烦,不能达到滑模控制的良好效果,针对该问题提出了STATCOM输入状态精确反馈线性化的滑模控制策略,通过计算得到合适的输出函数,将原非线性模型全部转化为Brunovsky标准型,然后对Brunovsky标准型设计了滑模控制的滑模面和控制律并转化到原系统中,采用Lyapunov函数检验了系统的稳定性。最后,仿真验证了该控制器改进了传统滑模控制结合线性控制的缺陷,对系统变化的反应更灵敏。     

高压直流输电系统自适应粒度控制

高压直流输电系统(HVDC)的常规控制普遍采用PI控制策略,该策略是基于固定增益的稳定运行状态进行控制器设计。由于HVDC系统的响应随运行状态的变化而改变,使得电压互感器控制器的性能很难实现最优。本文将粗糙集理论与粒度计算技术相结合,提出了高压直流输电自适应粒度控制器,该控制器可根据HVDC系统运行参数的动态变化对增益大小进行调节,从而使系统的控制性能得到优化,仿真试验结果证明了这一结论。