储能系统双向Buck-Boost变换器控制策略研究

为应对可再生能源出力波动引起储能系统功率流动方向的频繁变化,提出一种基于自抗扰控制和模型预测控制（ADRC+MPC）的储能系统双向Buck-Boost变换器控制策略。其中模型预测控制方法应用于电流内环,无需进行参数整定的同时,也提高了系统的响应速度;采用自抗扰控制策略的电压外环,通过在高频段降阶简化控制对象,达到降低自抗扰控制器复杂度的目的。仿真和样机实验显示当电感电流与输出电压参考值突变时,系统可分别在0.2与30 ms内迅速调整到给定值;当负载与电源电压突变时,系统能在20 ms内恢复稳定。实验结果证明该文提出的控制方法优于PI+MPC策略,具有响应速度快、超调量和波动幅度小的特点。     

大功率高速机车柴油机排放控制策略

随着铁路牵引快速发展,以及绿色环保成为关注焦点,大功率、轻量化、低排放的高速柴油机越来越多地被用于内燃机车上。本文介绍在国际铁路市场上应用的大功率高速柴油机的发展现状,对于国际上几款满足严格排放要求的先进的大功率高速机车柴油机所采用的排放控制策略进行汇总整理,并根据不同阶段的排放标准进行分类,对于其中所应用的各项关键技术进行比较及适用性分析。并结合我国的现状,对我国机车用大功率高速柴油机的排放控制策略提出建议。     

多变换器系统无源控制策略研究

在多变换器系统中,电力电子变换器之间的相互作用以及闭环控制下的电力电子变换器在输入端呈现的恒功率负载特性会对系统的稳定性造成影响。同时,随着多变换器系统复杂程度的增加,基于系统模型的稳定性分析和控制策略面临更多的挑战。针对以上问题,运用无源控制理论从能量角度对多变换器系统控制进行研究。通过保证子系统的无源性来保证整个系统的无源性,进而保证整个系统的稳定。为了实现更好的控制效果,将自抗扰控制技术与无源控制相结合设计混合无源控制器。与PI结合无源控制相比,在即插即用的情况下,所提出的控制策略具有更好的动态与稳态性能。利用Matlab/Simulink搭建多变换器系统的仿真模型,仿真结果验证了该控制策略的可行性和优越性。     

一种单相PWM整流器动态性能优化控制策略

以单相脉宽调制(PWM)整流器为研究对象,以提高其控制系统动态性能为目的,针对传统DQ电流解耦控制电压外环采用PI控制存在动态性能和抗扰性能差的问题,提出一种电压外环自抗扰控制的优化控制策略.首先采用基于延时法构建虚拟分量的方法建立单相PWM整流器在dp旋转坐标系下数学模型;然后根据电压外环方程进行电压外环自抗扰控制器...     

基于模糊自抗扰的锅炉主汽温控制策略研究

为提高火电主汽温控制系统在机组参与深度调峰过程中的控制品质,提升控制系统的自适应能力与鲁棒性,提出了模糊ADRC串级控制方案。在MATLAB仿真平台中搭建控制器进行仿真研究,并与传统的PID串级控制方案进行比较,最后用蒙特卡洛法验证控制系统的鲁棒性。仿真结果表明:模糊自抗扰控制器的快速响应能力优于PID控制器;在增加内扰的情况下,模糊ADRC的抗扰性较好;在随机工况的控制中,模糊ADRC表现出更好的自适应能力与鲁棒性。     

基于RBF-LADRC的虚拟同步发电机控制策略

随着大规模分布式发电技术的出现,为支持微电网的稳定运行,提出虚拟同步发电机（VSG）技术。由于VSG常用的电压电流双闭环控制存在动态响应时间久、抗扰动能力弱的缺点,考虑LADRC对扰动具有更优异的动态响应速度,该文提出一种用于VSG电压外环控制的线性自抗扰控制方案,并采用RBF对LADRC中的关键参数进行在线整定,以实现控制器的实时优化。在Matlab/Simulink平台下搭建仿真模型,并对所提出的改进策略与传统控制策略进行仿真对照,结果显示该策略可有效提高并网环境下虚拟同步发电机功率和频率稳定性。     

双PWM变流器飞轮系统母线电压LADRC二次控制策略

提出一种基于二阶线性自抗扰控制（LADRC）的飞轮储能系统直流母线电压二次控制策略来应对飞轮储能系统频繁充放电切换带来的母线电压波动问题,其将母线电压及微分值分别视为状态变量,负载功率、参数不确定性等内外干扰视为扩展状态量进行扰动观测器设计。该策略能将工况切换造成电压波动的观测扰动量实时补偿至控制量中,实现扰动补偿。加入二次控制解决LADRC面对非常值扰动会存在稳态误差的问题,保证飞轮储能系统在充放能切换过程中母线电压具备较好的快速响应和抗干扰性能的同时实现无差控制。最后通过仿真验证了所提策略的有效性。     

分布式光储直流微电网滑模自抗扰鲁棒运行控制北大核心CSCD

为提高光储直流微电网可再生能源利用率与供电运行鲁棒性,文章首先分析了直流微电网光储荷功率平衡原则,导出了直流微电网内各分布式发电电源的数学模型。然后,通过引入光伏电压增量与时变平滑因子,设计了指数变步长扰动观察法MPPT光伏控制器。其次,考虑光伏发电与负载功率波动对母线电压稳定的影响,应用滑模自抗扰控制原理,设计了BESS直流母线电压稳定控制器,实现网内光储功率的合理分配和母线电压的动态稳定控制,并基于李雅普诺夫稳定性原则,验证了控制系统的稳定性。最后,利用Matlab/Simulink对案例仿真试验,与传统PID控制对比,验证了所提控制方法的正确有效性。     

光伏多功能并网逆变器迭代SMC+LADRC电流内环控制策略研究

针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下LCL型三电平逆变器数学模型;其次,设计迭代滑模控制与线性自抗扰控制电流内环控制器,并分析了综合控制器的传递函数、响应速度、跟踪精度和谐波谐振抑制能力;最后,通过仿真验证了文中所提综合控制策略可较好地抑制谐振和电流谐波畸变现象,且电流输出波形质量良好。     

基于神经网络的过热汽温改进自抗扰控制策略

针对过热汽温系统高阶大惯性、多扰动的问题,提出了一种基于BP神经网络的超前补偿模型辅助线性自抗扰控制(BP-LMLADRC)。在二阶线性自抗扰控制的基础上,在前馈通路和反馈通路分别串联前馈补偿器和超前补偿器,从而解决低阶线性扩张状态观测器前馈信号和反馈信号不同步以及扰动响应滞后的问题;在此基础上,根据闭环系统传递函数表达式,分析系统稳态性能和闭环参数稳定域,推导出参数调节区间,简化参数整定过程,进一步采用BP神经网络得出最优带宽;最后,将所提出的控制策略应用于过热汽温控制系统,并与多种控制器性能进行对比。结果表明：对于过热汽温系统这类高阶大惯性系统,所提出的控制策略在定值跟踪、抗干扰和鲁棒性上具有明显优势。     

Multivariable control strategy for variable speed, variable pitch wind turbines

Reliable and powerful control strategies are needed for wind energy conversion systems to achieve maximum performance. A new control strategy for a variable speed, variable pitch wind turbine is proposed in this paper for the above-rated power operating condition. This multivariable control strategy is realized by combining a nonlinear dynamic state feedback torque control strategy with a linear control strategy for blade pitch angle. A comparison with existing strategies, PID and LQG controllers, is performed. The proposed approach results in better power regulation. The new control strategy has been validated using an aeroelastic wind turbine simulator developed by NREL for a high turbulence wind condition.     

并联混合动力汽车能量管理与转矩协调控制策略

研究并联混合动力汽车的控制策略。基于发动机输出转矩最优的能量管理策略,对并联混合动力汽车在工作模式切换中的相互配合问题,提出发动机动态转矩控制+动力电池荷电状态(state of charge,SOC)干预+电机转矩补偿控制的转矩协调控制方法;在Matlab/Simulink/Stateflow平台搭建整车能量管理控制策略模型,控制发动机工作在高效率区,保证发动机输出最优转矩;根据电池的SOC干预电机的运行状态,协同发动机提供整车需求转矩。在Cruise平台下建立整车模型,以新欧洲驾驶周期作为循环工况进行离线仿真。结果表明,能量管理与转矩协调控制策略能够有效分配电机和发动机的转矩输出,满足混合动力汽车多模式切换的要求。     

Optimal vehicle control strategy of a fuel cell/battery hybrid city bus

In this article, an optimal vehicle control strategy based on a time-triggered controller area network (TTCAN) system for a polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell/nickel-metal hydride (Ni-MH) battery powered city bus is presented. Aiming at improving the fuel economy of the city bus, the control strategy comprises an equivalent consumption minimization strategy (ECMS) and a braking energy regeneration strategy (BERS). On the basis of the introduction of a battery equivalent hydrogen consumption model incorporating a charge-sustaining coefficient, an analytical solution to the equivalent consumption minimization problem is given. The proposed strategy has been applied in several city buses for the Beijing Olympic Games of 2008. Results of the “China city bus typical cycle” testing show that, the ECMS and the BERS lowered hydrogen consumption by 2.5% and 15.3% respectively, compared with a rule-based strategy. The BERS contributes much more than the ECMS to the fuel economy, because the fuel cell system does not leave much room for the optimal algorithm in improving the efficiency.     

变速变桨风力发电机组的优化控制

提出了大型变速变桨风力发电机组在不同控制阶段的优化控制策略。在低风速时,采用自适应转矩控制方式,实现机组的变速运行,追踪最佳风能利用系数。在额定风速以上时,为了解决传统桨距控制方式系统超调量大的问题,提出了一种新型气动转矩观测器,并将气动转矩与发电机转矩偏差输入控制器。通过Bladed外部控制器模块编程并进行仿真,结果表明,所提出的控制策略能够更好地追踪最大功率点,并改善桨距控制效果,稳定功率输出。     

Laser Measurements in High Speed Compressors for Rotor-Stator Interaction Analysis

This paper deals with the experimental quantification of the unsteady effects of the interactions between rotor and stator rows in high speed compressors. Due to the fact that the levels of the periodic fluctuations arising from the unsteady interaction may be low compared with the random fluctuations arising from the measurement uncertainties, it is crucial to minimize the errors inherent to the used technique. The first part of the paper concentrates on technical details relative to the experimental process. The second part is devoted to the data postprocessing. Two tools for analysing the rotor-stator interactions are presented. The first tool is based on a decomposition of the flow field which was initially introduced to solve numerical problems when attempting to calculate the flow field in a multi-row configuration. The second tool is based on a spectral analysis of the signal, that qualifies the interaction in a sense of circumferential spinning lobes. Experimental results obtained within both an     

增程式电动汽车车速鲁棒自适应跟踪控制

针对增程式电动汽车行驶时因不确定性路面扰动导致车速出现波动的问题,设计自适应鲁棒车速跟踪控制器,使汽车跟踪理想车速,通过Matlab/Simulink仿真软件验证所设计自适应控制器算法的有效性。仿真结果表明,该控制器可以自适应调节控制增益,对路面环境未知扰动的不确定性具有良好鲁棒性。研究成果可为增程式电动汽车的车速跟踪控制设计提供参考。     

太阳跟踪装置的双模式控制系统

介绍了用于太阳跟踪装置控制系统中的两种控制模式结构、组成和工作原理。对该模式进行适当设置,即可用于太阳能热水器、太阳能屋顶发电、太阳能干燥器、太阳能电池、太阳灶、太阳能空调、太阳能路灯等各种太阳跟踪装置中,实现双模式控制。双模式控制系统具有较强的通用性和适应性。     

大连市快速轨道交通3号线车辆制动系统

快速轨道车辆制动系统具有起动制动快、制动距离短等特点,因此在控制系统中引入微机控制技术。动车与拖车之间通过混合制动信号互相沟通。制动过程中,根据制动要求,优先使用动车的电制动,拖车空气制动作为补充。停车过程中,实施保持制动。     

汽车制动器惯性台架中冷却风速控制的新方法

汽车制动器惯性台架是目前测试制动器性能的主要试验设备。针对制动器惯性试验台架的风速控制不准确、信号干扰大等问题,结合实际情况,介绍一种采用串口通讯与数字PID相结合的控制方法,并论述具体实现方法。     

风道式风力发电机迎风及调速方法

为降低风道式风力发电机的成本,提出了一种风力发电机迎风及调速方法。在风道装置始终正对风向的条件下,由于偏心机构和凸轮机构的共同作用,在风速低时,风轮正对着风向,在风速超限时,风轮相应侧偏,以限制风轮转速。基于空气动力学基本理论,推导出其结构参数的表达式,并叙述了各结构参数的选取原则。该方法可有效地起到大风限速的作用,提高风力发电机工作的稳定性。该调速机构结构简单、成本低,安装维护方便。