牵引变流器-电机拍频现象及其抑制方法

交直交传动系统广泛应用于高速铁路牵引领域.由于单相脉冲整流器的工作特性,其输出直流电压含有频率为2倍电网频率的脉动分量.该分量在牵引电机侧会引起拍频现象,尤其当牵引逆变器工作频率接近2倍电网频率时最为严重.首先详细分析了直流电压脉动分量的来源和拍频现象产生的本质.然后,在取消LC谐振电路并考虑直流侧脉动电压幅值和相角变化的情况下,研究了一种基于频率补偿的无拍频控制算法,并应用于间接转子磁场定向矢量控制系统.通过在转速环注入脉动分量,补偿牵引逆变器工作频率,抑制牵引电机拍频电流.最后,仿真结果和硬件在回路实验结果验证了该算法的有效性.     

基于单周期控制的牵引电机拍频抑制算法数字化实现

交直交传动系统广泛应用于铁路系统中。由于单相整流器自身特点,其输出直流电压存在两倍电网频率的脉动。为满足列车轻量化要求,在取消LC谐振电路的情况下,研究拍频抑制控制策略是解决方案之一。该文首先分析拍频现象的产生机理;然后,分别分析传统调制度补偿和频率补偿的拍频抑制算法原理,在此基础上,基于传统模拟单周期控制(one-cycle control,OCC)思想,给出一种基于电压线性插值补偿的数字化单周期控制算法,将其应用于方波区,可有效实现对拍频现象的抑制,并结合多模式调制算法的特点,解决了分段同步调制与单周期方波控制之间的切换冲击问题。基于DSP TMS320F28335+FPGA SPARTAN6为控制器的RT-LAB半实物实验平台,分别对传统调制度补偿、频率补偿和单周期控制的3种拍频补偿算法进行半实物实验对比验证,实验结果表明:该数字单周期控制拍频补偿算法可有效抑制拍频现象,且可以实现分段同步调制与单周期方波区控制的平稳切换。     

基于模糊自适应PID的SR电机DITC系统仿真研究

针对开关磁阻电机采用传统控制方法存在转矩脉动大、调速系统性能低的缺点,本文提出了直接瞬时转矩控制(DITC)与模糊自适应PID控制器结合的新方法。通过瞬时转矩闭环控制抑制转矩脉动,应用模糊理论根据电机运行情况在线自调节PID的参数改善系统调速性能。仿真结果表明,DITC控制方法对转矩脉动的抑制效果明显优于传统PWM控制和直接转矩控制方法,模糊自适应PID控制器的引入又能使调速系统具有超调小、转速稳定时间短、鲁棒性强的优点。     

永磁同步电机转矩脉动占空比最优控制方法

传统直接转矩控制(DTC)在每个控制周期内仅作用单一的电压矢量,存在转矩脉动大和开关频率不固定等缺点。针对上述问题,提出了一种基于占空比优化的永磁同步电机(PMSM)转矩脉动抑制方法。建立了PMSM调速系统的基本数学模型,推导了非零电压矢量和零电压矢量对应的转矩变化率,并指出数字系统的离散化特性和单一的转矩变化趋势是造成转矩脉动过大现象的本质原因。采取占空比优化的方式在一个控制周期内输出一个主矢量和一个零矢量,以单个控制周期内转矩脉动均方值最小为原则,推导并计算出主矢量对应的最优占空比。样机实验结果表明,该方法在保留传统DTC高动态响应的基础上,可以减小电磁转矩脉动、固定开关动作频率,有效地提升了PMSM调速系统的稳态性能。     

一种抑制PMSM-DTC周期性转速脉动的方法

永磁同步电机直接转矩控制系统低速运行时存在周期性转速脉动,限制了其在高性能伺服方面的应用。针对该问题,分析了系统转速脉动产生原因及其周期性,提出了在传统速度环PI控制器的基础上增加谐波转矩注入抑制转速脉动的方法。该方法通过对转速反馈信号进行快速傅里叶变换,得到转速脉动的各次谐波含量,针对主要的谐波含量增加PI控制器,并与原控制嚣共同组成直接转矩控制的转矩给定信号。仿真和实验结果表明了该方法有效地抑制了周期性转速脉动,提高了系统的伺服性能,且该方法的结构及算法简单,无需对原控制器作硬件改动,便于工程实现。     

牵引变流器直流母线电压脉动下的无拍频电流控制方法

交流供电方式下,单相整流器的工作特性导致牵引变流器的输入功率呈现脉动形式。为吸收该脉动分量,业界主流方法是在直流母线上并联LC无源滤波器,该方案大大降低了装置的功率密度。取代该滤波器的有效途径是通过实时计算对牵引逆变器的PWM脉冲宽度进行精确补偿,使得逆变器即便工作于剧烈脉动的母线电压下,也不会输出有害的拍频电压/电流。然而对于大功率低开关频率应用场合,传统的前馈补偿方案效果不佳。本文提出了一种母线电压重复预测器,使前馈补偿性能得到极大改善。该预测器利用母线电压脉动的重复性,精确预测下一个开关周期内母线电压的平均值,再应用面积等效算法计算下一拍所需的脉冲宽度。稳态实验结果表明,相比传统的前馈补偿方法,本方法将逆变器输出侧的拍频电流降低了6～7倍。负载突变时,只需通过控制手段确保整流器输出的母线电压跌落小于10%,则动态过程中的拍频电流亦不大。     

并网变流器离散域电流谐振控制器的研究

针对并网变流器电流环的控制,通常使用同步旋转坐标系(SRF)的比例积分(PI)控制器或者静止坐标系的谐振控制器(RCs).然而,无论是PI控制器还是RCs,均需要对其离散化以便于数字实现,离散化后控制器的性能呈现下降趋势,并且随着载波比的下降,控制性能进一步恶化.为此,提出了离散域控制器,通过建立变流器在SRF的矢量模型,构造了离散矢量PI控制器,控制器性能不受载波比的影响,并通过双同步旋转坐标控制,得到了静止坐标系的离散谐振控制器,同时实现了对正序和负序分量的无静差控制.实验结果验证了所提控制器与设计方法的正确性与有效性.     

基于改进的离散域二阶滑模观测器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制

滑模观测器由于对系统不确定性具有良好的鲁棒性，逐渐应用于永磁同步电机无位置传感器控制中，但是在实际应用中滑模观测器的抖振现象会严重影响系统控制性能。该文提出一种用于内置式永磁同步电机无位置传感器控制的改进的二阶滑模观测器，采用基于Super-twisting算法的二阶滑模观测器，不同于常规的通过滑模观测器估算得到反电动势分量的方法，该方法基于内模控制原理引入二阶广义积分器，通过滑模观测器估算得到反电动势误差分量，再经过二阶广义积分器得到估算的反电动势分量，能够在保证估算准确性的同时很好地抑制系统抖振。同时，为了消除数字实现过程中的离散化误差和估算反电动势分量的耦合项，提高估算的准确性，重新构建了基于扩展反电动势的离散域数学模型，并基于该模型设计了改进的离散域Super-twisting滑模观测器。最终将估算得到的扩展反电动势分量用于估算转子位置和转速。通过实验对该文提出方法的有效性进行了验证。     

基于反推控制的永磁同步电机新型直接转矩控制方法

针对永磁同步电机(PMSM)传统直接转矩控制(DTC)运行时存在的磁链转矩脉动大,逆变器开关频率不恒定等问题,提出了一种基于反推控制的永磁同步电机新型直接转矩控制方法,该方法采用速度反推控制器取代传统的速度PI控制器,采用磁链转矩反推控制器用于产生定子电压在静止坐标系上的分量,并结合空间矢量调制方法产生开关信号,控制逆变器的运行。实验结果表明该方法能够明显减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下,同时与基于PI控制的改进直接转矩控制方法相比,具有响应迅速、可调参数少的优点。     

基于二阶滑模算法的永磁电机直接转矩控制

针对传统直接转矩控制(DTC)方法低速控制精度差、转矩脉动大、开关频率不稳定等问题,提出了一种基于二阶滑模控制的永磁电机DTC方法。该控制方法基于二阶滑模控制原理,将传统磁链控制器与转矩控制器以滑模控制器替代,对空间电压进行矢量调制,提高了开关频率的稳定性,获得了良好的动态稳定性,改善了电机输出性能。仿真与试验结果表明,该控制方法能够有效减小电流脉动与转矩脉动,同时提高了控制系统的抗干扰能力,实现了电机的快速动态响应,具有较强的鲁棒性能。     

模糊变结构控制理论在发电机综合控制中的应用

以变结构控制理论为基础,利用模糊控制理论设计了带自调整因子的控制规律,用于设计汽轮发电机组的综合控制器,这种综合控制器能很好地把汽门控制和励磁控制结合起来,解决了常规变结构控制的抖动问题,改善了系统的暂态稳定性。     

运动控制中先进控制策略的研究综述

动态响应的快速性,稳态跟踪的高精度以及行为的鲁棒性是运动控制应用中的主要性能要求。它们的获得,不仅意味着有执行机构和仪器方面的先进技术,而且重要的是新的控制策略的应用。本文介绍了针对电机速度和位置控制系统中非线性摩擦力进行补偿的几种先进控制策略：基于指数型非线性函数的在线补偿法;基于神经网络的倒控制器补偿法;鲁棒型的重复控制和变结构控制在运动控制中应用。最后,简述了运用其他先进控制策略的可能性。     

钢丝连续拉丝机张力自适应解耦控制

以钢丝连续拉丝机为研究对象,通过对拉丝机张力模型的研究,将PID控制器和自适应拉丝模尺寸变化的自适应律以及前馈解耦方案相结合,提出了一种新的应用于拉丝机张力的自适应解耦控制方案.给出了系统张力模型和用于参数调整的自适应解耦算法.通过仿真与实验研究,表明该控制器可以解决拉丝机张力耦合控制问题,实际应用效果良好.     

遵循安全稳定导则的电网运行安全风险在线控制决策探讨

基于风险进行电网运行控制决策,可以实现电网运行的安全稳定性和经济性的有效协调,而通常的电网运行控制规范都是基于确定性原则,为此,提出了遵循安全稳定导则进行运行安全风险控制决策的基本原则。结合在线安全稳定分析与控制决策技术工程应用的现状,分析了目前可实现的电网运行安全风险在线控制决策范畴。提出了基于风险的预防控制在线决策和紧急控制在线决策的技术路线和实现方法,计及了预防控制对紧急控制与校正控制的影响,以及紧急控制对校正控制的影响。以期促进电网运行风险控制技术的工程应用。     

PID,Predictive and fuzzy temperature control for nuclear magnetic resonance spectroscopy experiments

Temperature control inside the probe of an NMR spectrometer is dealt with. First a simple model of the system is derived by means of step response experiments. Then four control algorithms are implemented and compared. Specifically, a PID regulator is first synthesized and applied to the real plant. Then, in order to cope with the non-linearity of the plant, two adaptive predictive control algorithms are implemented, namely the generalized predictive control and the constrained receding horizon predictive control algorithms. They both show superior performance with respect to PID for control of a simulated plant model and of the real plant. Finally a feasibility study is carried out for a fuzzy controller; its unsatisfactory behaviour in simulation prevents one from applying it to the plant.     

具有PI结构的自校正动态矩阵加权控制算法

提出了一种改进自校正动态矩阵控制算法。算法中控制器具有比例积分（ＰＩ）结构，即时控制由各时刻预测控制的加权平均产生，加权系数基于预测输出误差的大小及时调整。仿真结果表明，本文算法比一般的自校正动态矩阵控制对于时变对象具有更强的鲁棒性。     

微电网控制策略综述

微电网灵活运行方式使其与传统控制有显著不同.详细介绍了微电网构成元件分布式电源和负荷的控制策略;在此基础上对现有微电网控制策略进行分类,并阐述了集中控制、分散控制和混合控制各种方法的特点;最后对微电网各控制策略优缺点进行总结.     

基于智能控制理论的汽轮发电机组的协调控制

以模糊变结构理论为基础,把汽门控制,制动电阻控制及附加励磁控制很好地协调起来。在发生短路故障后的第一摇摆过程中,加入制动电阻控制来辅助模糊变结构汽门控制及励磁控制,可以有效地抑制第一摇摆的幅值,在以后的振荡过程中,只依靠模糊汽门控制及模糊附加励磁控制来控制系统;     

微网运行控制策略的研究

主要研究了微网运行的3种控制方法。根据功率型电源发电功率受环境影响的特点,在并网时对其采用P-Q控制;对主控型电源,在孤岛运行时对其采用V-f控制;同时对同种多个并联电源采用Droop下垂控制。综合3种方法建立一个比较理想的控制策略来实现最终的控制效果,并建立简单微网模型,在Matlab/Simulink环境下进行微网并网、孤岛状态转换、负荷切投等不同工况的仿真,验证控制策略的有效性。     

多变量智能协调控制系统设计应用

针对火电机组被控对象非线性、迟滞、燃料大惯性并存的特性,建立了330 MW单元机组协调控制系统非线性模型,并对此模型在额定工况点下进行线性化,以此线性化模型为基础,在机组原有的协调控制系统中增加多变量解耦控制器,进而设计出与之对应的多变量协调控制系统,并通过工程试验与机组原有的协调控制效果相比较,实际结果证明了多变量智...