基于线性自抗扰控制的光伏发电系统低电压穿越控制方法

低电压穿越可使光伏发电系统的端电压降低到一定值的情况下不脱网运行,甚至还可为系统提供一定无功以帮助系统恢复电压。目前光伏系统的控制方法仍以PI为主,其鲁棒性存在缺陷;相比之下,自抗扰控制(ADRC)对光照突变下的扰动和对称故障下的电压尖峰可起到理想的抑制效果,增强了系统的运行性能和不脱网运行能力。然而该方法的主要缺点在于需要调节的参数较多,控制器设计较复杂,这对在实际工程中的应用不利。LADRC在其基础上对ESO和NLSEF进行了近似,即使其线性化,其主要优势是能够减少调节参数,使得系统调试复杂度大大降低。     

自抗扰控制器在同步电机调速系统中的应用

针对同步电机磁场定向控制系统受负载扰动、电机参数变化影响问题,将自抗扰控制器(ADRC)应用于调速系统中.为解决传统磁链观测器存在的直流偏置和依赖电机参数的问题,提出了基于ADRC的磁链观测器.仿真结果表明:ADRC对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性,并且响应速度快、超调小,具有优良的稳态和动态性能;改进后的磁链观测器能有效抑制直流偏置和参数变化带来的影响,提高磁链的观测精度.      

球磨机制粉系统的线性自抗扰控制

球磨机制粉系统具有大惯性、大时滞和强耦合等特点,很难建立精确的数学模型.本文分析了球磨机制粉系统的动态特性,并为其设计分散线性自抗扰控制方案.该方案综合分散控制和线性自抗扰控制器的优点,结构简单,不依赖于对象精确模型,可以对被控对象中存在的耦合、干扰和不确定性等进行估计并补偿.根据实际现场要求,对球磨机制粉系统进行设定值跟踪实验、输入扰动实验和性能鲁棒性实验,并比较所设计方案与PID方案的控制性能.结果表明,分散线性自抗扰控制具有更强的解耦能力和抗干扰能力,且性能鲁棒性更优.      

矿热炉电极调节系统的双闭环自抗扰控制

对矿热炉电极系统提出了一种自抗扰控制策略的控制方法。设计了一种不依赖于对象模型的电极自抗扰控制器,并对其参数进行了整定,自抗扰控制器的扩张状态观测器可以实时观测系统状态和扩张状态,从而实现全状态反馈及系统不确定性和外扰的补偿控制。该系统与传统的单闭环恒流控制系统比较,增加了电极位置环。仿真实验表明,该控制系统不仅具有较强的鲁棒性,对内外干扰具有较强的抑制能力,更具有较优的动态性能。     

无人直升机自抗扰自适应轨迹跟踪混合控制

为满足无人直升机高精度轨迹跟踪的控制需求,并降低直升机动力学模型误差对飞行控制器飞行控制效果产生的影响,提出自抗扰自适应直升机混合控制.该控制器的内环控制采用模型跟随自适应控制,通过使用动量反向传播算法(MOBP)对该内环控制参数进行实时优化.通过使用自抗扰控制(ADRC)对直升机的水平速度进行控制.仿真结果表明,该混合控制器能够实现直升机对预定轨迹的跟踪.相对PID和级联ADRC控制,该控制器具有更好的抗扰性和鲁棒性.通过在200 kg级的专业植保无人直升机XV-2上搭载所提出的控制器,使其自主飞行轨迹跟踪控制的均方根误差在0.6 m以内.      

冷轧机轧辊偏心的自抗扰重复补偿控制

针对冷轧机由于轧辊偏心扰动引起出口厚度波动问题,提出一种轧辊偏心自抗扰重复补偿控制策略。首先设计改进型重复控制器对由轧制力反映出的偏心扰动信号进行高精度跟踪,从而在无需偏心扰动信号数学模型的条件下获得偏心补偿信号;然后设计自抗扰控制器改善重复控制器的稳定性和鲁棒性,同时对轧辊偏心扰动进行快速补偿。仿真结果表明,所提出的控制方法在系统参数发生摄动及偏心信号发生变化的情况下,仍能够对轧辊偏心进行有效补偿。     

基于饱和系统理论的电力稳定控制器的抗饱和控制

非线性系统中,饱和问题的存在限制了控制器的性能发挥.在强干扰下,依据线性理论设计的控制器很易进入饱和状态.为此,采用增益矩阵反馈抗饱和理论,设计了考虑饱和非线性的稳定控制器.该方法用于电力系统稳定控制中,可使得包含系统的稳定域变增大,并提高稳定控制器抗干扰能力.仿真表明,在大扰动下,抗饱和控制器能有效地抑制超调,提高稳定能力.     

直驱式永磁同步风力发电机低电压穿越方法

随着风力发电机组容量的迅猛发展,低电压穿越能力成为风力发电机并网运行的必要条件。对于直驱式永磁同步风力发电机而言,可以通过在不同的位置加入撬棒(Crowbar)保护电路来增强其低电压穿越能力。笔者总结了各种Crowbar保护电路的特点和适用环境,并对其控制方法进行了说明,分析了各种保护电路的优缺点。分析结果表明直流环节Crowbar保护电路的实用性和稳定性较好,是目前风力发电机组主要采用的低电压穿越方法。     

一类不确定非线性系统的串级主动补偿控制

针对一类具有下三角结构的单输入单输出不确定非线性系统,研究其稳定控制问题.提出一种结构简单、收敛速度可控以及抗扰性能良好的基于Backstepping方法的串级主动补偿控制策略,实现了闭环系统的渐近稳定控制.为解决闭环系统中不确定非线性未知问题,设计一种新的观测器,使得这种观测器能够实时跟踪闭环系统的不确定非线性.通过引入奇异扰动性理论,给出了闭环系统稳定性分析.仿真实验结果验证了该控制方法的有效性.      

基于线性降阶自抗扰技术的推杆炉温度控制

针对推杆炉温度控制精度不高、能耗大的现状,采用线性降阶模型及参数优化设计,提出一种用于工程实际的自抗扰控制(ADRC)控制方案,通过对被控对象和状态观测器的降阶处理,使得系统总扰动可由一阶的扩张状态观测器进行观测。应用结果表明:ADRC炉温控制系统当控制参数相同时,各个温控区设定值均为800℃时控温精度达到了(±1～±3)℃;相同控制参数不同温度段时,其控制效果依设定值的增加而有较大的不同,有的温控区需要调整参数才能使温控曲线保持收敛;相邻温控区若设定值相差较大时耦合性强,参数调整时需重点考虑;ADRC控制系统节省能耗,总体燃气节省率在8.6%以上。线性降阶ADRC控制系统,不仅可调参数减少,参数调节简单,而且节能效果好,为其它的工程应用提供了途径。     

冷轧机抗扰动振动控制调控约束优化分析

冷轧机是冶金板材成形领域重要的设备之一,其在运行过程中产生的扭振问题对冶金板材的质量控制影响很大,为此开展了基于系统性能调控约束（PPC）的冷轧机振动控制优化分析。在建立冷轧机抗扰动振动控制系统模型的基础上,开展工况仿真分析。研究结果表明：在外部扰动情况下,没有PPC约束的自适应控制器出现了大幅振荡,设置PPC约束后达到了更优收敛状态,系统呈现稳定运行状态,该研究只需设置合适的性能域便能够使系统达到理想控制状态,简化了控制器操作性能。     

基于新型趋近律和扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,克服扰动对伺服控制的影响,提出了一种基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法.设计了一种新型趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性.综合考虑系统存在内部参数摄动和外部负载扰动,设计了滑模扰动观测器,并将观测值前馈补偿到速度控制器输出端;将观测器切换增益设计为扰动观测误差的函数,以削弱滑模观测值抖振.仿真结果显示,与传统趋近律相比,采用新型趋近律可有效提高系统的响应速度,快速准确的跟踪速度阶跃信号;滑模观测器可准确的观测系统扰动的变化;当系统加入负载扰动时,PI控制最大转速波动值为75 r·min-1,而基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制最大转速波动值较小为30 r·min-1,鲁棒性更好.实验结果显示,采用基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以快速跟踪400 r·min-1的速度指令,调节时间为0.12 s,稳态跟踪误差为±4 r·min-1,且转速无超调;滑模观测器可准确无超调的估计系统扰动值,进一步提高系统的抗扰动性能;当电机以400 r·min-1稳速运行时,加入0.6 N·m的负载扰动,基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法最大转速波动为23 r·min-1,与PI控制相比,转速波动减小了8%.上述仿真和实验结果具有较好的一致性,表明基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系统的抖振,提高转速控制系统的鲁棒性和动态响应性能.      

微型机控制的一米七热连轧机快速抗扰动调节系统

该文以本钢一米七热连轧机为例,分析了连轧机存在的主要问题是动态速降大、恢复时间长。从而介绍了一种微型机控制的快速抗扰动调节系统,其内容包括:系统原理(抗扰控制函数V_g及其加入时间t_g,轧机控制系统框图)、自校正调节、硬 件结构和程序、工业实验结果等。     

基于PID神经元网络的冷连轧板形板厚多变量综合控制

针对板带材轧制是一个复杂的非线性过程，板形控制（AFC）和板厚控制（AGC）又是相互耦合的一个综合系统等特点，本文提出了一种基于PID神经元网络的冷连轧板形板厚度多变量综合控制系统。仿真结果证明了此AFC－AGC控制系统具有良好的自适应跟随的抗扰性能，其控制效果优于传统的解耦PID控制。     

基于LADRC的双机架铝带冷连轧机张力控制研究

针对某公司1 850 mm双机架铝带冷连轧机架间张力控制系统具有参数多变、强干扰等特点以及存在传统PID控制鲁棒性较差的问题,建立速度-张力控制系统数学模型,设计了基于线性自抗扰算法的张力控制器。Matlab仿真结果表明,与传统PID张力系统相比,采用线性自抗扰控制技术的张力闭环系统具有更好的动态性能、抗干扰能力和鲁棒性。     

自抗扰控制在推力矢量飞机大迎角机动中的应用

为实现推力矢量飞机的大迎角机动控制,提出一种基于自抗扰控制的三通道解耦控制策略.以第三代战机F16公开数据为基础,添加推力矢量模型,利用双发推力矢量喷管组合偏转产生大迎角机动的期望三轴力矩.在纵向、横向和航向通道分别独立设计自抗扰控制器,将系统中未建模动态、不确定性以及通道间的强耦合视作总扰动进行估计并补偿,并在纵向和航向通道引入角速度阻尼反馈项,使原始飞行器开环动力学闭环近似为一个广义对象,降低了自抗扰控制器的设计阶次.选取眼镜蛇机动和赫伯斯特机动两种典型的过失速机动动作进行控制策略验证,数值仿真结果表明,所设计的三通道独立自抗扰控制器能够消除通道间的强耦合,完成推力矢量飞机的大迎角机动控制.蒙特卡罗仿真测试表明,所提控制策略具有较强的鲁棒性.      

基于GAPSO和自抗扰控制的稀土永磁同步电机性能研究

针对稀土永磁同步电机控制系统存在强耦合、非线性、抗干扰能力差的问题,提出了一种基于遗传粒子群算法（GAPSO）的稀土永磁同步电机自抗扰控制方法。第一步,介绍研究背景并推导出稀土永磁同步电机的数学表达式;第二步,通过设计跟踪微分器、扩张状态观测器以及非线性状态误差方程推导出自抗扰控制器的数学表达式,并利用遗传粒子群算法对其进行优化;第三步,讨论基于GAPSO和自抗扰控制的稀土永磁电机转速性能情况。通过Simulink仿真验证了上述方法的有效性,说明本文设计的自抗扰控制方法对提高电机性能具有促进作用。     

不对称故障下双馈风力发电系统网侧变流器的控制方法

风力发电机组通过背靠背变流器与电网相连接,电压发生不对称故障时直流侧电压将发生大幅波动,而要消除这方面的影响,关键在于对网侧电流的控制.针对电网电压不对称故障下风电机组的表现,文章提出了一种适用于该情况下的网侧变流器的控制策略,以实现风电机组的低电压穿越.对发生不对称故障时网侧变流器的状态进行分析,得出其控制指令,使用Matlab/Simulink建立仿真模型,给出A相电压发生50%跌落下的仿真结果,验证了该控制策略的可行性.     

前馈厚度控制的外部自激励定量反馈调节

分析了板材轧制过程中出口厚度变化的成因.将不确定扰动的影响归结为轧机刚度系数摄动和轧件塑性系数摄动,建立了双摄动厚度控制模型.综合考虑轧机系统的外部不确定扰动,针对轧制道次间的不确定性,在频域内将板厚信息转化为轧机系统边界性能指标,设计抑制前馈扰动的外部自激励定量反馈控制器.仿真实验表明,设计的控制器能有效抑制轧制过程中的外部扰动,具有良好的鲁棒性能,并能直观保证系统调整时的鲁棒稳定性,适于工业生产.      

浅谈低电压生产下铝电解槽的控制方法

铝电解槽要在低电压生产中取得较理想的能耗及指标,其工作的持续稳定及有效的控制方法变得尤为重要。本文通过在生产实践中摸索,总结了铝电解低电压生产下达到高效稳定运行的一种控制方法。