矿用永磁同步电机改进模型预测电流控制研究

为了进一步改善矿用电机作为动力源时的可靠性和控制性能，研究了使用永磁同步电机来代替传统矿用泵中的异步电机，为了保证电机在矿井中安全长效运行，提出了一种新型不连续脉冲宽度调制技术，该技术可降低开关器件损耗，同时保证其控制性能。在电机的控制策略中，使用改进模型预测电流控制，并在价值函数中引入转速预测误差，优化了预测控制的性能，使用DPWM3算法降低了开关次数；考虑到提高转矩控制特性，引入了扩张状态观测器观测负载转矩，进一步提高了系统转矩控制特性。最后，通过仿真和实验证明了所提出方法，相比较传统的预测控制方法，在速度响应、开关次数、转矩控制、电流谐波方面有了改善。     

矿用大功率装备全数字变频调速节能设备研发

传统有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)存在开关频率不固定,采样频率过高等缺点,造成PWM整流器功率脉动较大;而交直交变频器前端采用三相脉宽调制整流器,可有效提高金属矿山球磨机等大功率设备的电能利用效率。三相电压型PWM整流器采用固定开关频率模型预测电流控制(MPCC-CSF),通过评价函数优化算法得到期望电压矢量来代替FCS-MPC中8个离散的电压矢量,增加了系统控制集的覆盖范围。首先,构建包含电流偏差的评价函数;然后,将数学上的二分法思想引入到评价函数中,迭代寻优得到期望电压矢量的幅值和相位,为了提高寻优效率,利用电网电压矢量构建虚拟扇区,缩小寻优范围;最后,结合脉宽调制(SVPWM)技术输出最优开关状态。对所提MPCC-CSF策略与传统的FCS-MPC方法进行的可行性和优越性的仿真和试验对比分析表明,MPCCCSF方法较传统FCS-MPC方法具有控制精度高等优点。     

单相半桥可逆整流电路的电流控制方法

在分析单相半桥电路的运行状态的基础上,提出了一种电流跟踪性能好的滞环电流控制方法。滞环电流控制有很快的动态响应,不需要载波信号,误差可由滞环宽度调节,可使电流控制精度很高,对单相半桥可逆整流器的滞环控制原理进行了详细地分析,并建立了基于Matlab环境下的仿真模型,仿真结果验证了设计方案的正确性。     

基于无功功率理论的有源电力滤波器仿真研究

通过对有源电力滤波器的研究,提出了一种基于瞬时无功功率理论的电流检测和电流滞环控制的有源电力滤波器设计方法。通过仿真验证,证明当电源电压非平衡时,不产生检测误差,可以大大降低谐波对电网造成的危害。     

并联有源滤波器中滞环控制的设计研究

针对并联型有源电力滤波器产生的补偿电流应实时跟随其指令电流信号变化的要求,提出了一种基于滞环比较器的瞬时值比较方式,其电流控制采用跟踪型PWM控制方式。该方式应用于电压源型变流器为主电路结构的并联有源电力滤波器中,对三相四线制系统中非线性负载的谐波和无功电流有理想的补偿效果。着重给出了选取滞环宽度的理论分析和仿真模型,设计了一套三相四线制并联有源滤波器实验装置。仿真和实验结果证明了所选取控制方法的可行性和有效性。     

开关磁阻电机驱动系统功率变换器的故障检测

针对功率变换器故障导致的故障相绕组不能正常励磁或续流的问题,以12/8极开关磁阻电机驱动系统三相不对称半桥型功率变换器为研究对象,分析其故障类型,推导出正常状态和故障状态下相绕组电流的解析解。讨论了不同工况下直流母线电流的变化规律及其数字化分析结果,并结合功率开关器件的PWM驱动信号和直流母线电流,提出了一种功率变换器主开关器件短路和开路故障检测方案。最后利用Matlab对功率变换器进行了故障仿真和故障判别,主开关器件短路和开路的仿真结果与理论分析结果相吻合,能够识别出故障相,并判别出故障相的故障类型,仿真结果验证了方案的可行性。     

电网对称跌落故障时双馈风力发电机的改进控制策略研究

提出了一种基于有限集模型预测控制思想的扩展网侧变换器输入无功的控制方案,可有效地提升DFIG的低压跨失能力。DFIG系统通过网侧变流器直接与公共电网相连,当公共电网发生故障时,公共点电压不可避免地会出现跌落,严重时将会威胁DFIG的正常运行。当电网发生低电压故障时,应当采取相应的控制方案来抑制定子、转子过电流,避免变频器受到不利影响。以扩展网侧变换器的输入无功功率和维持网侧电流的稳定为控制目标,采用有限集模型预测控制来增强DFIG系统的故障穿越能力。仿真结果验证了DFIG在所提的有限集模型预测控制方案下优良的故障穿越能力。     

基于PSO和滑模观测器的永磁同步电机预测控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)无差拍电流预测控制中参数失配会导致电流误差甚至系统失稳的问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)和滑模观测器的预测控制。基于无差拍电流预测控制算法,建立了电流预测控制系统,并分析了电阻、电感和转子磁链参数对dq轴电流误差的影响。通过建立滑模观测器,利用观测到的系统扰动对参考电压进行补偿,提高了系统抗参数扰动的能力。针对观测器参数难以整定问题,提出基于PSO优化观测器参数的方法。最后通过仿真验证了所提方法的可行性。     

基于迭代学习控制的开关磁阻电机调速系统的研究

介绍开关磁阻电机的调速系统及各运行状态的控制,由于需要拖动大惯性负载,使电机在制动过程中不稳定,因此在分析开关磁阻电机调速特性和控制方式的基础上,提出了用迭代学习算法来控制电流的方法,组成双闭环控制系统。对开关磁阻电机调速系统进行MATLAB仿真,达到了理想的控制效果。应用迭代学习控制理论来改     

无稳态偏差的模型算法控制

给出了一种新的最优控制目标函数和基于该目标函数下的一种改进模型算法控制,增量型模型算法控制是它的一个特例,并给出了该目标函数选取的限制条件,解决了模型算法控制存在稳态偏差问题,仿真研究验证了算法的有效性。     

感应电机直接转矩控制的转矩脉动抑制研究

针对传统直接转矩控制中转矩脉动大和电流畸变的问题,提出了基于遗传算法和模糊控制技术相结合的直接转矩控制系统,采用遗传算法优化的模糊控制器代替传统的转矩和磁链滞环调节器。仿真结果表明,相比传统方法,该控制系统能够明显改善磁链控制,减小转矩和电流脉动。     

煤矿有源滤波器改进滞环控制方法的研究

为满足煤矿变电站综合动态补偿谐波时需要准确、实时地补偿电网中瞬态变化的畸变电流的要求,在常规的滞环电流控制方法的基础上,提出了一种改进的滞环电流控制方法。通过增加输入电压补偿,可进一步提高电流跟踪的快速性和精确性,减小开关损耗。通过理论分析和仿真对比,验证了该改进方法可以提高有源滤波器的滤波性能。     

基于LCL滤波的新型矿用APF系统设计

为提高滤波性能,改善滤波器输出电流波形,设计了一种新型有源电力滤波器。通过采用基于傅立叶变换的谐波电流检测算法快速准确地检测三相谐波电流,利用LCL滤波器有效滤除高频谐波及开关纹波。在Matlab/Simulink仿真平台中构建了系统仿真模型,仿真结果表明,该系统具有良好的谐波跟踪和补偿性能,验证了该方案的可行性。     

双三相煤机驱动系统最优占空比预测控制

针对双三相煤机驱动系统维度增多造成的PWM调制复杂性突增问题,提出了一种双三相煤机驱动系统模型预测控制(MPC)方法。工业现场测试结果表明,DCO-MPC方法下系统动态、稳态性能与传统MPC类似,但其开关频率固定可调且电流脉动问题得到优化。     

基于优化遗传算法的配网故障定位算法研究

针对遗传算法存在的适应性欠佳、抗干扰性较差的问题,提出一种面向配电网故障定位的优化遗传算法。该算法基于对故障电流参考方向的明确,对算法参数进行优化编码,同时在对开关函数进行优化的基础上利用漏判参数和误判因数对适应度函数进行重构,使得通过优化的遗传算法提升了抗干扰性和适用性。仿真实验表明,该算法能够在分布式配电网中和信息畸变的情形下完成准确的故障定位。     

三相线电压级联式中高压整流器的研究

针对H桥级联变换器存在功率器件数量多、控制复杂等问题,提出一种三相线电压级联 整流器拓扑;分析了此拓扑的工作原理、电路等效模型及交流侧电流正弦化工作的开关管调制约 束条件;通过解析拓扑交流侧相桥臂电压的谐波成分,设计了基于单周期控制的移相载波PWM 调制策略及功率因数校正控制器;推导了拓扑直流侧电容电压的控制传递函数。 理论分析及实 验验证表明,此拓扑及其控制策略使开关管承受耐压有效降低,提高了交流侧功率因数,可作为 新一代中高压变换器整流级。     

燃煤锅炉水位神经元网络优化控制

根据大型汽包锅炉的特点，提出了一种燃煤锅炉水位神经元网络优化控制方法。给出了作为模型预估器的神经网络GA－BP算法流程及GA算法实现，提出了最优控制指标选择原则及控制指标表达式。经计算机对某电厂200MW机组汽包锅炉的工业对象进行仿真研究表明，该控制方法具有良好的抗干扰能力。     

基于模态分解-PSO-DNB深度学习的短期负荷预测研究

针对传统负荷预测模型对高维非线性电力负荷的特征提取效果不理想的问题,为有效提高电力负荷短期预测精度,提出了基于模态分解-PSO-DNB深度学习的负荷预测模型。结合模态分解方法和PSO算法特征并充分融入到深度学习模型中,构造了量化深度学习模型训练效果的误差评价函数,由此建立短期负荷预测的系统模型。以某地区电网监测的电力负荷数据开展短期预测研究,通过算例效果表明,所提的预测方法可实现24 h内滚动式短期电力负荷预测,且预测误差能控制在合理范围内,相较于传统负荷预测的方法更能提升预测精度。     

基于双闭环控制策略的双级矩阵变换器

应用双级矩阵变换器逆变级在dq坐标系下的合成矢量模型,对双级矩阵变换器提出了具有解耦功能的基于复数PI控制器的电压电流双闭环控制策略,其中针对电压外环和电流内环分别设计了复数PI控制器实现对输出电压和输出电流的控制,并用Simulink建模.仿真结果表明,基于复数PI控制器的电压电流双闭环控制方法不仅能够实现解耦控制,而且可有效地改善双级矩阵变换器的动静态性能及抗扰能力.     

改进随机广义Hammerstein模型的自校正控制器

针对随机广义Hammerstein模型,从实际对象的物理意义出发,分析了广义Hammerstein模型不能描述"对称非线性系统"的问题。在广义Hammerstein模型中加入控制输入的符号函数,提出一可描述"对称非线性系统"的随机广义Hammerstein模型,克服了广义Hammerstein模型要求其控制输入最高阶次为奇数的限制。在目标函数中加入控制输入的高次项和其符号函数,提出一超二次型目标函数。给出一自校正控制器算法,实用于开环不稳定且具有"非最小相位"的系统。仿真研究表明控制算法的有效性。