基于混杂自动机的变速变桨风力发电系统建模与控制

为了提高风力发电机组的风能利用效率,改善输出电能质量,针对变速变桨风力发电系统的多工况运行、随机扰动大、不确定因素多、结构时变的复杂系统控制问题,给出了基于混杂自动机的控制结构,将变速变桨风力发电系统控制过程分成多个阶段。把模型信息和检测信息都分散化,结合预估控制给出各阶段控制器的算法。通过对某额定功率为1300kw的变速变桨风力机组进行建模和对控制算法进行仿真,并与常规的控制方法的控制效果进行了比较分析。仿真结果表明采用该建模和控制方法,既提高了变速变桨风力发电系统的风能的利用效率,也很好的改善了风力机输出电能质量。     

基于混杂自动机的双向DC/DC变换器建模与控制

双向DC/DC变换器具有实现能量变换的双象限运行特性和多模态的混杂特性。现有模型主要采用平均模型和精确模型,前者忽略了高频动态特性,后者计算量过大,且均未考虑其混杂特性。针对上述问题,建立了双向DC/DC变换器各工作模态的连续状态微分方程,在此基础上基于混杂自动机理论建立了能对其完整描述的混杂自动机模型,基于混杂自动机模型完成了控制算法设计。运用Matlab/Stateflow对该控制算法进行仿真,结果表明混杂自动机模型计算量适中、精确度高、反映了系统的高频动态特性,完整地描述了系统的各个工作模态,兼顾了CCM模式和DCM模式,基于混杂自动机模型的控制算法简单且效果良好,具有实际应用价值。     

补偿参数对并串型单管谐振ICPT系统影响

以并串型单管谐振感应耦合电能传输(ICPT)系统为研究对象,为了能够在磁耦合机构不变的情况下通过改变补偿参数来满足系统输出.此研究首先基于互感等效模型对系统进行建模分析,得到系统开关管两端电压不超过开关管耐压值和实现零电压开通需要满足的约束条件,然后在该约束条件下,进一步分析补偿参数对输出功率和电压增益的影响,最后通过...     

浮标ICPT系统双LCC-S混合补偿方法研究

为了保证浮标感应耦合电能传输(ICPT)系统在负载变化时仍然能够稳定工作,基于LCC拓扑电路,建立双LCC-S补偿型浮标ICPT系统模型,并提出一种实现水上初级线圈电流幅值恒定,负载端电压稳定输出的方法.首先分析了水下拾取端串联补偿的恒压特性,然后根据反射阻抗的特点,分析了系泊钢缆回路LCC拓扑、水上初级回路LCC拓扑...     

供暖系统的混杂自动机建模与模糊控制

介绍了混杂自动机理论 ,分析了集中采暖分户计量供暖系统的混杂特性 ,针对供暖系统的混杂特性 ,提出以混杂自动机为描述工具对供暖系统进行建模和分析 ,建立了基于混杂自动机的供暖系统的控制结构模型 ,并且结合模糊控制给出了控制器的控制算法 ,最后通过仿真说明了所建立的关于供暖系统的混杂控制模型及所给算法的有效性     

基于混杂系统的DC-DC变换器建模与控制

电力电子电路作为开关型切换系统，其连续时间变量与离散事件相互混杂、相互作用，因此也是一个混杂系统。运用混杂系统的相关理论，给出了对二阶DC/DC变换器在连续工作模式(continuous current mode，CCM)下统一的混杂系统模型。运用Lyapunov直接法分析系统稳定性，根据稳定条件，提出了一种新型的类滑模控制策略，并以Boost电路为例进行了仿真和实验研究，验证了该方法的有效性，同时提出了改进措施，以满足实际应用需要。因此，与传统的状态空间平均法相比，基于混杂系统理论构建的模型中没有线性近似处理，理论上可以得到比较精确的模型，实现对电力电子电路进行更好的分析与控制。     

双向DC-DC变换器基于切换系统的建模与储能控制

吸收利用制动状态电机回馈再生电能已成为电机系统节能的重要途径。通过分析储能节能系统结构,得出储能系统等效电路;在此基础上建立了用于储能节能系统的双向DC-DC变换器切换系统模型,构造了系统的Lyapunov函数,通过Lyapunov函数推导出系统切换控制律。在储能和放电两种工况下的仿真结果表明,系统能够完全吸收并利用电机回馈电能,保持直流母线电压稳定,实现系统节能。     

采用CCL/LCC复合谐振网络的电流型ICPT系统

为实现感应耦合电能传输(ICPT)系统在负载及气隙变化时的输出电压和工作频率恒定,提出了一种采用CCL/LCC复合谐振网络的电流型ICPT系统。首先,在基波条件下,依据变压器漏感模型建立系统等效电路,得到了输出电压增益与输入阻抗的表达式;然后,通过系统参数优化设计,推导出了动态负载下系统恒压供电和谐振工作频率稳定的条件。另外,当气隙变化时,利用动态调谐技术重新补偿耦合电感,可使得输出电压和工作频率在气隙变化前后保持不变。系统特性分析表明,所提出的CCL/LCC复合谐振网络电流型ICPT系统,在负载和气隙变化时可以保证输出电压和工作频率稳定。最后,实验验证了理论分析的正确性和有效性。     

基于切换系统的储能节能系统双向DC-DC变换器建模与控制

吸收利用制动状态电机回馈再生电能已成为电机系统节能的重要途径.采用超级电容储能的节能系统,能够通过回收电机制动时的再生能量实现系统节能.本文通过分析超级电容储能节能系统结构,得出储能系统等效电路;在此基础上建立了用于储能节能系统的双向DC-DC变换器切换系统模型,构造系统的Lyapunov函数,并以此推导出系统切换控制律.在储能和放电两种工况下的仿真结果表明,系统能够完全吸收并利用电机回馈再生电能,保持直流母线电压稳定,实现系统节能.     

基于混杂自动机的准谐振变换器建模及分析

准谐振变换器作为一个高阶、强耦合、多工作模态的非线性系统,其连续时间变量与离散状态量相互作用,因此是一个混杂系统。本文运用混杂系统相关理论建立了四阶准谐振变换器在连续工作模式下的混杂自动机模型,并根据其开关工作状态及输出电压稳定条件,设计了一种基于PI调节器的PFM控制策略。基于Matlab/Simulink的Stateflow工具包搭建了仿真平台,分析了在不同负载参数下系统的输出响应特性。最终通过仿真和实验验证了所提出的建模方法的有效性。     

基于大功率ICPT系统的载波通信设计

针对大功率ICPT系统进行载波通信方案设计。在详细分析比较调制方式的基础上,提出了一种使用半桥谐振型逆变器产生载波信号的方案,并对传统ASK方式解调电路进行改进,使其性能进一步优化。实验结果表明该方案简单可行、低功耗、低成本,具有良好的应用前景。     

一类递阶混合控制系统的设计

针对一类具有多个子系统相互关联相互作用的混合动态系统,建立了受控对象和闲环控制系统模型,采用对策论和优化思想求解设计中的有关参数最优值以及局部数值控制规律,并得到对应离散状态的连续状态空间划分和离散状态的迁移条件,在此基础上综合出满足系统需求规范的递阶混合控制器。六自由度运动控制的系统参数与控制器设计实例说明,该方法的可行性和有效性。     

基于混合系统理论的再生制动系统控制策略研究

再生制动是提高混合动力客车(hybridel ectricbus,HEB)经济性的重要手段。以后轮驱动的HEB为研究对象,提出了电机再生制动力和摩擦制动力以及整车前、后轮制动力协调控制的再生制动系统控制策略。基于混合系统理论描述了HEB再生制动系统,采用MATLAB/Simulink/Stateflow混合建模方法,建立了制动力协调控制的HEB再生制动系统控制策略仿真模型,并基于Advisor软件平台对实例HEB分别在中国典型城市循环工况和UDDS循环工况下进行仿真分析,结果表明,采用制动力协调控制策略制动能量回收率分别达到48.7%和50.9%,整车燃油经济性分别提高14.3%和12.8%。     

基于混杂Petri网的共直流母线交流传动系统建模与节能控制

通过引入混杂系统理论,在分析系统运行过程的基础上,建立了共直流母线交流传动系统混杂Petri网模型和电机功率模型.在此基础上提出了一种基于配对理论的节能控制算法,即在电机状态可调控时段,通过改变随机运行状态,使耗能状态激发与回馈状态激发模糊配对的电机状态调控算法.采用该方法的直流母线功率仿真结果表明,该方法能有效地调整...     

基于双向功率变流器的飞轮储能系统研究

针对孤岛运行的直流微电网中负荷波动性,建立了基于异步电机的飞轮储能系统装置,并在此基础上,提出了一种基于双向功率变流器频率控制的飞轮储能方法。利用李雅普洛夫稳定判据判断了该频率控制器的稳定性,同时Matlab/Simulink仿真结果显示,在周期性急剧变化的负荷作用下,双向变流器能按控制要求工作在整流或者逆变器模式,使含有异步电机的飞轮储能系统跟踪负荷变化完成充放电过程,从而提高独立电源系统的稳定性和过载能力。     

用于电动汽车无线充电的电压源型ICPT系统最优电容补偿参数选择方法

电压源型感应耦合电能传输(ICPT)系统通常被用于电动汽车无线充电,该系统在采用串联电容补偿时,耦合系数较大会引起输出功率降低,工程实际中通常采用提高电压达到预期输出功率,但这对电源提出了更高要求且易引起过电流.为了解决这一问题,研究了串联电容补偿ICPT系统的补偿特性,得出了补偿电容值偏离谐振点后系统的工作特性,并利...     

双向AC/DC变换器的单相系统控制与建模

基于单相双向AC/DC变换器的状态空间平均模型及输出波形特点,提出一种适用于建立系统控制模型的"平均值分离法"和"半周期平均法",通过解析分析和线性化处理,推导出其有关交流侧电流幅度和直流侧输出电压的传递函数模型和离散化控制模型,并进行稳态理论分析,为系统设计提供依据.通过样机实验波形证实了所得控制模型及理论分析结果的正确性与可行性.     

基于TMS320 F2812的混合型动态无功补偿控制系统的数字化实现

电网中存在着许多无功需求变化频繁的系统,严重影响了电力系统的电能质量.本文对TSC TCR混合型动态无功补偿系统的结构和工作原理进行了分析和研究.基于TMS320 F2812开发套件,给出了数字控制系统的硬件设计电路控制系统的主程序及中断服务子程序.实验结果表明:采用TMS320 F2812 DSP方便直观,运算精度高,控制器参数调整方便,易于实现各种控制策略.研究结果对TMS320 F2812 DSP在动态无功补偿中的应用有一空参考价值.     

基于LCL-S型ICPT系统的恒流输出分析与控制

针对电动汽车无线充电的需求,提出了一种兼顾调控效果与传输效率的恒流控制方法。针对LCL-S型的磁耦合谐振无线电能传输系统建立模型,对其进行工作特性分析,进而根据副边电流输出特性及传输效率特性曲线确定了系统高效运行的频率区间,将此区间作为系统恒流工作的调频区。并对比各种功率控制方式的优缺点,进而提出了变频控制与移相调压相结合的恒流控制策略。实验设计了PI闭环控制程序,验证了负载变化时的恒流控制效果。实验表明该控制策略基本实现了无静差、无超调的快速响应控制。