基于神经网络多模型自适应切换控制研究

针对传统自适应控制和现有多模型自适应切换控制理论和方法中存在的问题，提出面向复杂系统的神经网络多模型自适应切换控制方法。采用最近邻聚类学习算法对样本分类，并利用RBF神经网络的学习能力和非线性逼近能力进行离线建模。同时，引入动态模型库技术来动态建立多模型。系统运行时在线实时检测系统当前状态，若超出现有各子模型所构成的状态空间，则利用在线神经网络学习新状态并建立新模型加入动态模型库中，从而改善动态系统的暂态响应和增强系统的鲁棒性。计算机仿真结果，表明了该算法的有效性。     

基于粒子群优化的BPNN自适应切换控制算法研究

针对工业控制系统中存在的一系列非线性和时变性,以及传统自适应控制方法中的瞬态响应差等问题,提出了一种基于粒子群优化(PSO)的神经网络多模型切换自适应控制方法.利用粒子群优化算法对神经网络权重进行调节得到最优权值,基于BP神经网络和多模型设计自适应控制方案,构造合理的切换准则,使得系统在任意时刻都可以选择最优控制器对系...     

基于折息递推最小二乘自适应动态矩阵的过热汽温控制器设计

针对超临界直流锅炉过热汽温对外界扰动响应快，易发生超温或低温现象，提出一种将动态矩阵预测控制与修正的递推最小二乘算法相结合的折息递推最小二乘(DRPLS)自适应动态矩阵控制策略。通过在动态矩阵预测控制中加入DRPLS算法，降低老数据的影响，增强新数据的作用，提高预测性能。通过调节折息因子，可使模型具有更高的灵活性和适应性。将该方法应用于600MW超临界直流锅炉高温过热系统进行仿真研究，结果表明，该控制策略能较好地适应对象的动态特性变化，且控制系统的性能明显优于常规PID控制器。     

基于修正遗忘因子RLS算法的谐波电流检测新方法

为提高电能质量,需对电网谐波进行补偿与抑制,其效果取决于谐波检测的精度和动态响应特性。本文考虑到有源滤波器(APF)的低信噪比特性,提出了一种基于自适应对消技术的修正遗忘因子RLS谐波电流检测算法,该算法从研究权值收敛方式出发,通过设置阈值来判断突变,使得检测过程既有较快的动态响应又有较高的检测精度。最后通过Matlab仿真分析和DSP实验,验证了本文的修正算法既克服了LMS算法初始收敛慢、精确度低,又克服了传统RLS算法的动态响应过慢的不足,证实了该方法是一种非常有效的谐波电流检测方法。     

逆变型微电源孤岛模式下的控制策略

针对微电网孤岛运行模式下的传统下垂控制依赖于下垂系数、网络的动态特性的不足,对其进行改进。采用自适应前馈补偿对微电源和微电网其他部分进行动态解耦,以提高动态系统的稳定性和鲁棒性。采用小信号模型进行稳定性分析,增加了递推最小二乘估计算法来估计系统运行点,使控制系统具有自适应特性。该控制策略适用于多逆变型微电源并联运行和功率均分。利用MATLAB/Simulink建立微电网仿真模型,仿真结果表明所提出的控制方法在微电源为可再生能源发电和微电网内部动态特性变化时,可以较快响应并能防止系统发生振荡。     

脉冲负载下PWM整流器自适应线性自抗扰控制

对于复杂多工况切换的脉冲负载问题，传统不控或PID全控整流变换系统均无法解决输出电压响应和交流侧电流谐波间的技术指标矛盾，为此提出一种根据工况变化自适应调节的控制方法。首先分析脉冲负载多工况切换条件下电压稳定速度和三相电流谐波与控制器参数的关系，得到两技术指标间矛盾机理。基于三相PWM整流器的数学模型构建线性自抗扰控制器，确定其基本参数。根据LADRC等效截止频率和交流侧电流谐波与控制器参数的关系，设计等效带宽参数的4自由度更新算法，根据工况变化实现自适应参数调节。仿真和实验结果表明，提出的自适应线性自抗扰控制器能够提高脉冲负载整流器在负载工况切换时的电压动态响应速度，同时降低稳定工况下的交流侧三相电流谐波，实现两指标间的自适应协调。     

称重传感器自适应补偿器的设计

为适合快速称重的要求，采用一种简单的跟踪参考序列的模型参考适应方案，设计了一种新型的称重传感器自适应动态补偿器。仿真结果表明，该补偿器有效的提高了称重传感器的动态响应速度。     

考虑模型不确定性的基于分解控制直流电机系统的摩擦补偿方法

针对陀螺漂移测试转台直流力矩电机系统中存在的非线性动态摩擦和电机波动力矩，为提高转台摇摆状态位置跟踪精度，该文基于分解控制的设计方法提出了一种新的鲁棒自适应摩擦补偿方法。该设计具有积分形式的自适应补偿器来补偿常值的可参数化的摩擦模型不确定性，而设计鲁棒补偿器来补偿不可参数化的摩擦模型不确定性。最后综合两种补偿器形成完整的补偿控制律。Lyapunov方法证明了闭环系统全局稳定性和对期望位置信号的渐进跟踪性能，仿真结果证实了该补偿方法对高精度运动曲线跟踪的有效性。     

基于模型预测控制的永磁同步电机参数辨识

为了达到永磁同步电机系统的动态响应快、稳态误差小、控制精度高的要求,采用模型预测控制设计转速控制器和电流控制器分别代替传统矢量控制系统的转速PI控制器和电流PI控制器,又因预测控制器较依赖于电机模型参数,易在电机运行过程产生参数失配现象,提出模型参考自适应方法对基于模型预测控制的永磁同步电机进行在线多参数辨识,以保证电机控制系统的性能要求,为了解决多参数辨识存在的欠秩问题,采用模型参考自适应分步辨识策略,以准确辨识电机模型参数,并在MATLAB/Simulink上仿真验证了所描述方法的有效性和可行性。     

基于单维离散滑模的模型参考自适应转速辨识方法

针对感应电机无传感器直接转矩控制下的速度辨识问题,在模型参考自适应方法的基础上,提出并实现了一种单维离散滑模模型参考自适应速度观测方法。算法首先采用传统模型参考自适应算法获得辨识磁链,然后依据波波夫定理求得的误差函数作为滑模面函数,以离散时间滑模控制策略替代模型参考自适应中的比例积分环节完成对转速的估计。通过与传统模型参考自适应算法的仿真比较研究,说明该方法在直接转矩控制系统中的速度动态辨识能力得到提高。实验结果验证了本文提出的方法是有效的,具有实际应用价值。     

永磁同步电机有限控制集模型预测转矩控制系统研究

建立了基于定子磁链x-y坐标系的永磁同步电机(PMSM)有限控制集模型预测转矩控制(FCS-MPTC)系统,仿真验证了系统的有效性和可行性。针对磁链和转矩预测模型较为复杂的问题,提出了磁链和转矩的简化预测模型。理论分析、仿真和试验结果验证了FCS-MPTC的简化模型与常规模型控制效果相当,可明显减小计算负担,提高系统实时性能。将电压矢量幅值和角度作为FCS-MPTC的控制变量,设计了变幅值变角度的备选电压矢量集合。仿真结果表明该备选电压矢量集合可有效减小稳态转矩脉动,但动态性能不及传统备选电压矢量集合。基于不同备选电压矢量的特点,提出了根据系统状态自适应动态变化的备选电压矢量策略。仿真结果表明,该控制策略在静动态下均可取得良好的控制性能。     

洛仑兹电机运动控制耦合机理分析及动力学建模

长行程永磁直线电机粗动与短行程洛仑兹电机微动构成的复合运动可满足工作台的纳米级定位精度和跟踪精度要求,其中微动台是工作台纳米精度实现的核心,运动控制存在内部干扰耦合。该文分析洛仑兹电机运动控制的内部耦合因素及机理,建立耦合机理模型;针对位置相关性耦合与力相关性耦合,分别推导对应的耦合动力学模型,并采用简化原则进行简化;结合耦合机理模型与动力学模型,提出洛仑兹电机运动控制的总动力学模型。实验结果证明了简化模型的可行性和有效性。     

Super-capacitor based energy storage system for improved load frequency control

A fuzzy-logic controlled super-capacitor bank (SCB) for improved load frequency control (LFC) of an interconnected power system is proposed, in this paper. The super-capacitor bank in each control area is interfaced with the area control bus through a power conversion system (PCS) comprising of a voltage source converter (VSC) and a buck-boost chopper. The fuzzy controller for SCB is designed in such a way that the effects of load disturbances are rejected on a continuous basis. Necessary models are developed and control and implementation aspects are presented in a detailed manner. Time domain simulations are carried out to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme. The performance of the resulting power system under realistic situation is investigated by including the effects of generation rate constraint (GRC) and governor dead band (DB) in the simulation studies.     

含逆变器的微电网动态相量模型

微电网作为一种分布式可再生能源并网的有效途径,是传统电力系统的重要补充。然而,微电网中含有大量的并网逆变器、机端负荷和线路,其电磁暂态过程给微电网的建模、分析和控制带来了巨大的挑战。以并网逆变器、线路和机端负荷的动态相量模型为基础,建立含并网逆变器的微电网动态相量模型。最后,在电磁暂态综合分析程序PSCAD/EMTDC中建立一个含有多台并网逆变器的微电网模型,并在Matlab/Simulink中建立其动态相量模型。仿真试验的结果验证了所提微电网动态相量模型的正确性和有效性,为并网逆变器和微电网的建模、分析和控制提供了一种新方法。     

Multiple‐model adaptive robust dynamic surface control with estimator resetting

A multiple‐model adaptive robust dynamic surface control with estimator resetting is investigated for a class of semi‐strict feedback nonlinear systems in this paper. The transient performance is mainly considered. The multiple models are composed of fixed models, one adaptive model, and one identification model that can be obtained when the persistent exciting condition is satisfied. The transient performance of the final tracking system can be improved significantly by designing proper switching mechanism during the parameter tuning procedure. The semi‐globally uniformly ultimately bounded stability of the closed‐loop system can be easily achieved because of the framework of adaptive robust dynamic surface control. Numerical examples are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed multiple‐model controller. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于两级轨迹灵敏度分析的DFIG动态全过程仿真简化建模方法

双馈感应发电机(DFIG)的简化建模对系统稳定性分析至关重要,现有建模方法往往只适用于单一时间尺度下某一具体问题的分析,缺乏对动态全过程仿真建模的研究。提出一种适用于动态全过程仿真的DFIG简化建模方法。根据多时间尺度模型简化原理建立DFIG各控制的动态模型和简化模型;从控制参数入手,提出两级轨迹灵敏度分析方法,研究在动态全过程仿真中主导DFIG输出特性的关键控制;提出一种模型切换控制策略,根据两级轨迹灵敏度分析结果,通过设置阈值建立可调节的模型切换判据,在动态全过程仿真中分时调用各控制的动态模型和简化模型,在保证模型精度的同时实现模型的降阶和简化。最后,通过仿真对比验证所提建模方法的有效性。     

基于模型预测控制的光伏场站快速协同无功电压控制

为解决新能源大规模接入配电网带来的电压波动及越限问题,提出了一种针对光伏场站及静止无功发生器(static var generator, SVG)接入的配电网系统动态无功电压控制方法,以实现扰动下多无功源协同调压目标。首先,分别推导了光伏场站和SVG的无功-电压控制小信号模型。其次,通过类比等效实现了不同类型无功源电压控制模型形式的统一,并结合系统电压灵敏度关系建立了系统整体电压控制模型。在此基础上考虑系统状态变化对控制参数的影响,并计及各设备无功出力约束,设计了系统模型预测控制器。最后,基于IEEE33节点系统进行仿真,验证了在光伏出力波动和负荷投切两种情况下所提方法均能够快速、有效地抑制电压波动,为有源配电网快速电压协同控制提供了理论基础。     

组合式大功率逆变电源控制系统研究

分析了组合式三相逆变电源在三相abc坐标系和同步旋转dq坐标系下的数学模型,根据三相输出电压在dq坐标系下的特点,提出将瞬时PI控制和重复控制相结合的复合控制方案,利用重复控制器抑制稳态谐波畸变,利用PI控制器提高系统的动态响应速度,抑制基波扰动。该复合控制方案通过一台450kVA三相大功率逆变电源试验验证,相关试验结果表明该方案可以得到优良的稳态和动态控制性能。     

大功率晶闸管功能性子电路模型及其应用

为了获得可移植性强的大功率晶闸管子电路模型,采用功能建模法构建了一种基于MATLAB/Simulink的大功率晶闸管功能性子电路模型。该模型依据器件主要的动、静态特性搭建了4个功能电路和模块,并采用条件转移语句建立了简单的控制律,简化了模型结构,同时利用阻容电路改进了触发电路,最后采用带二极管的RLC电路产生模拟的反向恢复电流。将模型应用到矿井电网的大功率TCR系统的仿真分析中,得到了不同触发角时的动、静态过程的波形。仿真结果表明该模型能够准确描述晶闸管主要的动、静态特性,从而弥补了PSPICE模型和MATLAB工具箱中模型的不足。