VSC接入弱电网时外环有功控制稳定性解析

该文推导电压源换流器(voltage-sourced converter,VSC)接入弱电网时,考虑交流电网强度和锁相环(phaselocked loop,PLL)影响的外环控制多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)传递函数解析模型,提出将MIMO系统简化为单输入单输出(single input single output,SISO)系统分析的研究方法,将SISO传递函数解析模型中有功开环传递函数GPC0视为无穷大系统下的理想开环传递函数和一个调制函数的乘积,其中理想开环传递函数反映外环有功控制的影响,调制函数则反映电网强度、有功功率、PLL带宽、外环交流电压控制带宽的影响。分析调制函数对理想开环传递函数的影响即可揭示电网强度、有功功率、PLL、外环交流电压控制带宽等因素对弱电网下外环有功控制稳定性的影响机理。揭示弱电网下PLL和外环有功控制带宽相同或接近时易发生失稳现象的本质,总结电网强度、有功功率对外环有功控制稳定性影响规律。时域仿真结果验证了分析的正确性。     

研究生考题选登

自控原理 .1.一控制系统的方块图如图1所示,试求: (1)开环传递函数, (2)闭环传递函数, (3)开环放大倍数, (4)闭环特征方程式, 、(5)当丫(t)=1(t) Zt 告t,,求该系统的稳态误差。 2.一控制系统的方块图如图2所示,当丫(t)二t,要求系统的稳态误差小于0 .2,且增益裕量不小于6分贝,试     

高压永磁同步电机开环矢量控制系统研究

主要对高压永磁同步电机无速度传感器矢量控制(简称开环矢量控制)系统的设计进行了研究,详细分析了H桥功率单元级联型高压变频器的硬件拓扑结构,并根据高压永磁同步电机的数学模型,对其开环矢量控制算法进行了研究,最后通过实验验证了算法的有效性。     

双有源桥DC/DC变换器无偏模型预测控制策略

针对传统双有源桥(DAB)DC/DC变换器控制策略由于调节时间过长导致其动态响应能力较差的问题,提出了基于开环估计补偿的DAB无偏模型预测控制策略。所提控制方法基于DAB状态空间模型进行控制建模并采用开环估计补偿以消除模型误差,然后利用滚动优化算法求解代价函数来获得最优化控制效果。仿真和实验结果表明所提DAB控制方法控制效果好、电压常值跟踪能力强且动态响应迅速。     

无位置传感器六相永磁BLDCM控制系统设计

提出了基于SVPWM控制和电流调节控制的无位置传感器六相无刷直流电机(BLDCM)的起动控制,不仅能有效控制起动电流大小,而且可以改善BLDCM开环起动性能。设计了基于DSP的无位置传感器六相永磁BLDCM控制系统,充分运用DSP中的两个事件管理器,通过软件编程实现了SVPWM的开环起动控制,通过反电势检测法获取转子位置信号和速度信号。系统设计保证六相电机每套绕组既能独立工作,又能两套绕组同时工作,且具有软、硬件结合逐级递升的多重保护功能。实验结果表明,该控制系统很好地实现了六相BLDCM基于SVPWM和电流调节控制的开环起动,以及基于反电势位置检测的闭环运行。     

发电厂用恒压频比控制的变压变频调速系统研究

分析一种发电厂用恒压频比控制变压变频调速系统的工作原理,利用Simulink搭建转速开环恒压频比控制的变压变频(VVVF)调速系统的仿真模型,给出主要的仿真参数。依据仿真波形,详细分析转速开环恒压频比控制变压变频调速系统的启动、突加负载时的动态调节过程,验证了电厂用恒压频比控制的VVVF调速系统的理论分析与仿真模型的正确性。同时也有助于进一步深入研究和开发三相交流异步电动机的变频调速系统。     

两相混合步进电机开环高速控制策略研究

步进电机采用开环细分控制方案,不但能在中低速时能够保证电机的转速与位置精度,同时也降低了伺服控制成本。但是目前的开环控制方案,在电机高速运行时存在转矩小、电机震动大等问题,这限制了步进电机的推广与发展。因此,本文提出了一种新的开环控制策略,首次将传统弱磁控制方案应用于开环控制中,并结合速度脉动反馈控制方案,以提高电机在高速时的转动性能。通过实验,将当前主流的开环控制方案与本文提出的控制策略进行对比分析,验证了此方法能够有效地提高开环高速控制时电机运行的稳定性与转矩。     

闭环测试对象特性的方法及应用

对象动态特性测试方法一般有反应曲线法、频率法及统计法。有时也分成开环(或称离线)和闭环(或称在线)测试。开环测试是控制回路断开,调节器在测试回路之外,控制系统不发挥调节作用下进行的,如常用的阶跃反应曲线法。闭环测试是调节器与被控对象构成一个闭合回路,在控制系统仍发挥调节作用下进行的,如采用为随机信号的     

电动车辆转速闭环转差频率调速控制系统的实现

针对转速开环变压变频(VVVF)调速系统的调速范围有限、精度受负载影响的问题,对电动车辆采用了转速闭环转差频率调速控制方法。结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,在开环调速的基础之上增加测速环节,并与给定转速相比较,输出转差频率对应的输出值,经过比例积分(PI)控制调节,输出转速,最终控制电机的转速。利用Simulink进行仿真分析,在干扰信号作用下转速迅速调节并最终保持不变,由此可知该闭环控制系统具有较好的抗扰动的性能,进而在实际电动车辆控制器DSP中进行了实现与验证。实验结果表明,转速闭环转差频率调速控制具有较高的转速精度和稳定性,可在干扰信号下实现较为精确的变频调速。     

基于开环子系统模式信息的次同步谐振机理研究

汽轮发电机-串补输电系统的次同步谐振是次同步振荡研究领域的经典问题,开环模式分析法和复转矩系数法是其典型的机理分析方法。该文在现有开环模式分析法的基础上,进一步考虑了开环振荡模式之间的距离这一影响因素,提出基于机械、电气两个开环子系统的开环模式信息(开环振荡模式及其之间的距离和留数)来评估闭环模式的方法。基于IEEESSRFBM:①揭示了轴系扭振的开环模式耦合条件——当开环扭振模式和开环串补振荡模式靠近时,相应的闭环振荡模式将会朝相反方向远离开环振荡模式,偏移程度与开环振荡模式间的距离和留数有关;②揭示了感应发电机效应与电气子系统开环振荡模式的关联;③揭示了附加电力系统稳定器(PSS)次同步谐振阻尼控制器通过影响开环模式信息从而提高轴系扭振稳定性的机理。     

同步电动机调频起动过程分析

针对自控式同步电动机静止变频起动装置(SFC)控制系统过于复杂的缺点,该文提出了基于高压变频器的开环起动控制方法,即采用恒压频比控制方法对同步电动机的起动过程进行研究。从理论上,考虑到影响同步电动机起动的几个重要因素,如电动机的摩擦转矩和同步转速的变化等,详细推导了同步电动机低频起动的数学模型,通过仿真和实验分析了电机起动过程中电动机转速、转矩的变化规律。实验结果与仿真分析吻合较好,从而证明了开环控制变频起动方法的可行性。     

基于扰动补偿的电机模拟器电流控制策略

针对传统PI控制的低通滤波特性对电机模拟器动态控制效果的限制以及传统开环控制策略易受参数扰动影响的问题，该文提出一种基于滑模扰动观测器的开环电流控制策略。首先，根据目标电机数学模型以及接口电路模型推导出不带微分计算的开环控制电压方程；其次，为了解决传统开环控制易受参数扰动影响的问题，设计滑模扰动观测器进行扰动观测；最后，通过实验对比了该文所提控制策略与PI控制和传统开环控制的控制效果。实验结果表明，在存在参数扰动时，该文所提的控制策略无论在瞬态或稳态工况，均比基于传统PI控制和开环控制策略的电机模拟器系统具有更高的模拟精度与准确性。     

电液控制系统对液体粘性传动开环转速稳定性影响的研究

介绍了液体粘性传动(HVD)装置液压系统工作原理，分析了在开环工作模式下，传统HVD装置产生转速不稳定现象的原因；对基于低压电液转换器的HVD装置新型液压控制系统进行了试验研究，试验结果表明，其开环转速稳定性显著提高，满足了实际要求。     

交流伺服电机的开环步进运行

步进电动机是增量运动控制的主流执行元件。采用适当的驱动控制方法,交流伺服电机(三相永磁同步电机)同样可以实现步进运行,并具有高功率密度的比较优势。研究了交流伺服电机开环步进运行的原理与具体实现方法,提出了一种PWM死区开环补偿方法,提高了步进状态下的电流幅值控制精度和步距均匀性。     

面向不平衡负荷补偿的静止无功补偿装置的研究

目前大多采用开环控制方式的晶闸管控制电抗器（thyristor—controlled reactor。TCR）型静止无功补偿器（static var compensator,SVC）作为三相不平衡负荷的补偿装置,虽然开环控制保证了装置的响应速度,但在功率因数补偿方面的精度不能达到要求。而基于局部开环、整体闭环控制方式的TCR型SVC在保证响应速度的同时提高了装置的整体控制性能,并确保了补偿精度。为此,介绍了面向三相不平衡负荷补偿的TCR型SVC的补偿方法,局部开环、整体闭环控制策略的实现,并通过仿真验证了这种SVC控制方案的正确性和可行性。     

动态电压恢复器的双前馈控制策略研究

采用基于电网电压前馈的开环控制时,动态电压恢复器(DVR)动态响应速度快,但负载电压受负载电流影响较大;用比例积分(PI)调节器实现闭环控制可以减小这一影响,但动态响应速度变慢,且负载电压受电网电压影响变大。提出把负载电压看作DVR的控制对象,桥式电路中开关器件的占空比看作控制量,电网电压和负载电流看作干扰量,根据数学模型分析出被控对象不仅受控制量控制,而且受2个干扰量的影响。结合不同控制策略中控制量的计算方法,推导出各种控制策略下系统的传递函数,分析可知系统存在稳态误差的原因在于2个干扰量的影响。基于此,提出同时利用电网电压前馈和负载电流前馈的双前馈开环控制方法,既保持了开环控制动态响应速度快的优点,也可基本消除电网电压和负载电流对负载电压的影响。为避免电流前馈微分环节噪声影响,设计了用负载电压估计负载电流的估算方法。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

转矩（电压）提升功能选择——开环U／f控制采取转矩提升功能，通过调试人员反复调整参数使电动机适应工况

在电动机控制策略上有矢量控制、直接转矩控制和开环控制,它主要用在开环控制下,用矢量控制就不存在这个问题,因为它的转矩是可以设定的,电动机矢量控制在低频也能够顺利起动,就是说即使在低频高转矩的负载情况下也能够顺利起动。开环的U/f控制因为不知道电动机在某转矩下能否适应负载的情况,所以采取了转矩提升功能,可以提升电动机在低速下的转矩,也就是电动机的电流。     

无刷双馈电机稳定性分析及其影响因素探讨

无刷双馈电机(BDFM)的运行稳定性是影响其推广应用的关键问题之一。通过建立其小信号模型,利用Lyapunov判据,对笼型转子BDFM的稳定性进行了研究。分析并给出了控制绕组恒压频比开环控制策略,进而提出了一种带交叉补偿量的改进控制绕组电流闭环控制策略。在此基础上,探讨了不同控制策略、转速、负载转矩、转动惯量、控制绕组压频比等多种因素对笼型转子BDFM稳定性的影响,并通过Matlab仿真验证了小信号模型的分析结果。结果表明,提出的稳定性分析方法和仿真模型是正确的,改进的控制绕组电流闭环控制策略优于控制绕组恒压频比开环控制策略。     

重复控制补偿的有源电力滤波器无源控制

针对基于欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)模型的有源电力滤波器(active power fil-ter,APF)无源控制方法在受到数学模型不精确、系统参数摄动等干扰情况下稳态跟踪精度欠佳的问题,根据APF的基本原理,对基于EL模型的APF无源性控制规律进行数学推导表明:依靠系统自然阻尼收敛的APF无源性控制律相当于引入前馈和解耦的开环控制方法;向系统注入阻尼的APF无源控制规律相当于在引入前馈和解耦的开环控制基础上加入了比例反馈控制,因此无法实现对期望平衡点的无静差跟踪和系统中"死区效应"等周期性干扰的抑制。为了提高APF无源控制的稳态跟踪精度,提出利用重复控制补偿的APF无源性控制方案。仿真和实验表明所提方法保留了原方法动态响应速度快等优点的同时提高了系统的稳态跟踪精度和干扰情况下的鲁棒性。     

数据驱动ANN的SISO开环稳定系统控制

面对任意满足广义Lipschitz条件的SISO系统的开环稳定系统,提出了一种无模型的简单有效的数据驱动神经网络半开环控制器。该控制器通过对系统的开环控制输入与传感器反馈输出的数据在一定时间内的特征进行神经网络拟合,直接获得一个在时域上控制参考要求与其对应的系统输入信号的开环控制"反算器",可以对该系统进行效果优秀的开环控制,从而获得一种简单实用的控制器。利用MATLAB对一个三阶系统进行仿真,对比了控制器与传统PID的效果,验证了控制器简单、有效的特性。再利用西门子电机和安川电机的扭矩伺服加载实验设备,验证了控制器的实用性。