基于稳定逆的直流炉机组协调控制系统前馈-反馈控制

为改善协调控制系统在机组运行过程中的控制效果,提出了基于直流炉机组非线性模型的前馈-反馈控制方法:首先通过合理简化,建立具有一定精度且适用于控制器设计的非线性模型,再引入稳定逆理论,求取该模型的稳定逆解,利用逆系统前馈控制使得机组输出迅速达到设定值附近,最后设计具有多个输出变量的反馈控制器,以消除外界扰动引起的跟踪误差.在不同的静态工作点下完成状态扰动与设定值扰动的仿真实验,并与基于状态反馈线性化的非线性内模结构的控制效果进行了对比.结果表明:基于稳定逆的前馈-反馈控制具有良好的设定值跟随能力.     

基于卡尔曼滤波算法的固体氧化物燃料电池的状态预估研究

固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种多输入多输出、强耦合和强非线性的新型发电装置,对其内部状态变量的预估将有助于了解实际SOFC的运行过程和实现高效控制器的设计。本文采用卡尔曼滤波算法对SOFC的状态进行预估。通过对SOFC发电原理的深入分析,建立其离散时间的状态空间模型;采用卡尔曼滤波算法对SOFC的各气体进气侧压力值进行预估,并将预估值带入输出电压方程,对SOFC下一时刻的电压进行预估。MATLAB/Simulink仿真结果表明,氢气、氧气和水蒸气压力的估计值与真实值的误差分别为0.425×10⁵,0.141×10⁵和0.364×10⁵ Pa,远小于各气体压力测量值与真实值的误差1.479×10⁵,1.165×10⁵和1.155×10⁵ Pa,同时SOFC输出电压的估计值较为符合真实值的变化,验证了卡尔曼滤波算法在SOFC状态预估中的有效性和实时性。     

固体氧化物燃料电池的神经模糊控制策略研究

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)具有多输入多输出、强耦合的特点,为了使其输出电压稳定设计了高效控制器,采用神经模糊控制方法对其输出电压进行控制。通过机理分析和实验数据拟合方法分别建立SOFC的机理模型和神经网络模型,在此基础上采用模糊控制策略对SOFC的输出电压进行控制,并应用神经模糊控制方法进一步提高了控制精度。通过MATLAB/Simulink仿真实验发现,SOFC神经网络模型得到的预测电压与实际电压之间的误差小于0.008 V,较其机理模型更加准确,所提出的控制策略能有效控制SOFC的输出电压。     

基于线性主动抗扰的共轨柴油机轨压控制器设计及验证

提出了一种基于动态前馈、静态前馈和观测反馈的高压共轨柴油机轨压控制器。该轨压控制器采用了基于物理模型的轨压动态前馈控制、基于查表法的静态前馈控制及基于线性主动抗扰控制器的轨压观测反馈控制。利用ETAS公司ASCET软件实现了该轨压控制器,在与自主高压共轨柴油机控制器(ECU)进行集成后,开展了柴油机台架试验验证。试验结果表明:采用该轨压控制器,降低了轨压动态控制时的超调量,缩短了轨压稳定时间,提高了轨压控制精度和动态响应性能,轨压稳态偏差在±1.0MPa以内,轨压瞬态偏差在±2.0MPa以内。     

基于附加电流控制的并网逆变器输出谐波抑制策略

针对并网逆变器（VSC）在间谐波电压下的谐波电流问题,提出一种基于附加电流控制的VSC输出谐波抑制策略。首先,建立VSC在电网电压畸变工况下的数学模型;然后,在传统矢量控制的基础上附加谐波电流反馈控制环路,形成基于附加电流控制的输出谐波抑制策略;最后,设计附加电流控制器的型式和参数,并基于VSC样机进行测试验证。实例分析表明,所提VSC控制策略可提升VSC入网电流对电网电压畸变的抗扰能力,同时抑制VSC整数次谐波和间谐波电流。     

基于DeviceNet现场总线的快速热处理设备控制系统设计

介绍了一种基于DeviceNet现场总线的快速热处理设备控制系统。首先介绍了该系统的硬件构成,本控制系统采用了基于现场总线和模块化设计思想,使得该系统的能够满足快速热处理设备的加热腔的数量可任意配置,具有很好的可扩展性;然后提出了一个分层的、模块化的、可配置的软件控制系统,并对其进行了简要概述;最后设计了一个基于系统模型的温度控制器,该控制器采用了前馈控制与反馈控制相结合的方法,其中,前馈通道用来预测控制输出,从而提高了系统响应速度;反馈通道用来修正模型误差和外界干扰,从而提高了控制系统的鲁棒性和控制精度。     

闭式循环柴油机配氧及其控制策略实验研究

在闭式循环柴油机配氧反馈控制的基础上采用了神经网络前馈控制策略.通过使反馈偏差最小化在线训练神经网络,以网络前馈输出逐渐取代原有的反馈控制,从而在系统运行时以自适应方式始终保证氧浓度偏差最小.该前馈补偿不受配氧压力等时变因素的影响.建立了实验台架,神经网络前馈复合控制由监控计算机和现场反馈控制器共同完成.通过实验研究了神经网络前馈控制的训练过程并验证了该方法的有效性,配氧控制的精度和稳定性得到较大提高,最大动态偏差由原来的14.2%减小到3.1%.     

基于LCL滤波器的单相光伏并网逆变控制器设计

详细叙述了基于LCL滤波器的单相光伏并网逆变器的电流双环控制策略,并对其稳定性进行了分析。为了减少电网电压波动对并网电流的影响,在控制系统中增加了电网电压前馈控制,并对电压前馈控制器进行了设计。此外,设计了电流内外环控制器的参数,通过仿真对控制系统的性能进行了验证。结果表明,设计的控制器能够有效减小入网电流的总谐波失真(THD),使并网逆变器稳定工作。     

孤岛双馈异步风力发电机组自抗扰控制研究

针对孤岛运行双馈异步风力发电机输出电压易受负载切换影响、PI控制器对电机参数依赖性高等问题,建立了包含励磁电流动态过程与电机参数误差的数学模型。将电机参数误差和励磁电流动态过程分别视为系统的内扰与外扰,应用分离性原理和零极点配置方法设计双闭环自抗扰控制器替代PI控制器,扩张状态观测器可实时估计系统总扰动,并通过前馈进行补偿。建立兆瓦级DFIG孤岛运行仿真模型进行验证,结果表明文章控制方法能够有效抑制负载切换引起的电压扰动和电机参数变化的影响,提高了系统抗扰动性能。     

光伏并网逆变器零电压穿越控制技术研究

针对大容量兆瓦级太阳能光伏电站的并网新要求,建立逆变器的数学模型,分析同步旋转坐标系锁相环在零电压穿越时的缺点,改进解耦双同步坐标系锁相环,设计锁相环比例积分控制器的参数,并在电流控制环中采用前馈解耦策略、电网电压前馈和协调控制策略。仿真和试验结果表明,所釆用的零电压穿越控制技术能使三相光伏并网逆变器在零电压穿越过程中稳定可靠运行,满足有关标准要求,证明了所提出的控制技术有效性和可行性。