基于不对称接线平衡变压器的电气化铁路电能质量混合调节系统

针对电气化铁路电能质量调节系统存在的补偿容量大、系统造价高等问题,提出了一种由铁路功率调节器(RPC)和感应滤波变压器(IFRT)组成的混合补偿系统。IFRT二次侧滤波绕组可在低压侧对供电臂侧特定次谐波进行滤除,同时补偿无功功率,显著降低有源系统容量。首先,基于系统拓扑结构详细分析了电气化铁路电能质量混合调节系统(ACBT-HPQCS)的工作原理。然后,对某牵引变电所实测负荷数据进行分析,给出了滤波支路设计方法,并采用阻尼注入式无源控制方法对变流器进行控制。最后,分别对所提系统进行仿真及实验分析。结果表明,ACBT-HPQCS在显著降低有源系统容量的同时具有良好的电能质量治理效果。     

基于ILC算法的PMSM模型参考自适应矢量控制

永磁同步电机(PMSM)在工业控制领域应用广泛,但由于PMSM转速转矩脉动大的缘故,仍很难应用于高精度运动控制领域。考虑到机械速度传感器的稳定性及系统成本问题,采用模型参考自适应系统(MRAS)控制估计电机转速,在PMSM矢量控制MRAS基础上,结合传统比例积分(PI)控制,在速度调节环上引入一种新颖的闭环PI型迭代学习控制(ILC)算法。通过ILC算法不断学习调节电机实际转速与给定转速的差值,达到对电机q轴给定电流的在线补偿,从而抑制电机运行时的周期性转速脉动,同时可提高转速跟踪精度。结果表明,引入ILC算法后,电机转速转矩脉动均得到了有效削弱,转速跟踪精度也得到了大大的提高。     

电缆绞车驱动电机的SVM-DTC控制策略

电缆绞车是船舶系统重要的组成部分之一,通常选用效率高、维修性能好的永磁同步电机(PMSM)作为船舶电缆绞车的驱动电机。面对复杂的海洋环境,电缆绞车需要在收放电缆时保证电缆的张力不变,进行恒张力控制。同时针对负载时变、突变、非线性的特点,本文提出了自适应模糊PID控制器和空间矢量调制下的直接转矩控制策略对电缆绞车进行控制。利用Matlab/Simulink软件对此控制策略进行验证,结果表明,采用基于自适应模糊PID的空间矢量脉宽直接转矩控制(SVM-DTC)下的驱动电机,在保持直接转矩控制优点的同时,具有优良的动静态特性,可以有效地减小电磁转矩和磁链的脉动,适用于船舶电缆绞车驱动系统。     

基于ILC算法和SVM调制的PMSM DTC控制

传统PMSM DTC通过预制开关电压表获得基本空间电压矢量的组合,转矩和转速的波动程度比较大。给出了PMSM SVM-DTC控制的基本理论,通过SVM调制得到最佳的电压矢量,保证逆变器开关频率的恒定以及对定子磁链偏差的有效补偿。为使PMSM转矩和转速脉动得到进一步改善,在SVM技术的基础上,再结合利用ILC算法构成迭代学习控制器,对系统转速误差进行在线补偿,将ILC算法和SVM技术共同作用于PMSM DTC控制系统中。仿真与实验结果表明这种改进方法在提高PMSM转矩和转速稳定程度上有比较好的效果,提高了控制系统的鲁棒性,从而证明了ILC算法改善PMSM转矩转速脉动的可行性。     

自适应自抗扰比例积分控制下的高速铁路车网耦合系统低频振荡抑制方法

高铁车网耦合系统(electric multiple units-traction network coupling system,ETNCS)低频振荡易引发牵引封锁,严重影响高速铁路安全运行,因此研究低频振荡的机理及其抑制方法具有重要意义。该文首先建立了ETNCS阻抗模型,并利用幅相频特性曲线分析了低频振荡现象的产生机理,其中一个重要的因素是传统比例积分(proportional integral,PI)控制器无法对输入误差信号中的交流分量实施有效抑制。随后,为解决这一问题,提出一种自适应自抗扰比例积分(self-adaptive auto disturbance rejection PI,SAADR-PI)控制器。该控制器一方面继承了自抗扰控制器响应速度快、抗干扰能力强的优点,另一方面可通过fal函数自动调节PI参数使系统保持自适应能力,将其应用到瞬态直接电流控制策略中可提高系统的动态响应速度,增强系统的鲁棒性能。最后仿真和实验结果表明,基于SAADR-PI控制器的瞬态直接电流控制策略具有更好的控制性能,并能有效地抑制ETNCS低频振荡。     

充电站直流微网虚拟直流电机控制策略及其动态特性分析

电动汽车负荷的投切易造成充电站直流微网(Direct Current Microgrid, DC-MG)母线电压振荡甚至失稳。为平抑电压波动,通过分析系统惯量来源提出一种可改善系统阻尼特性和惯性效应的虚拟直流电机控制策略。建立该控制策略下Boost电路的小信号模型,推导出直流电压与输出电流之间的小信号传递函数,分析充电站受到扰动时母线电压的动态特性。利用二阶简化模型的零极点分布分析控制参数对动态响应过程的影响,用于指导控制参数的选取。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和可靠性。