锅炉汽包水位MFAC-PID串级控制方案的仿真研究

针对被控对象特点改进了MFAC中的泛模型,给出的广义泛模型更好的处理被控对象中大的、不确定滞后。提出了锅炉汽包水位MFAC-PID串级控制方案,即内回路采用PID控制快速消除给水过程中的内在扰动,外回路采用带有前馈补偿的MFAC,可有效克服汽包水位系统中的蒸汽流量的外在扰动,同时实现无静差控制。计算机仿真结果表明该控制方案的有效性和实用性。     

锅炉汽包水位系统的预测函数控制

在给出具有可测干扰系统的预测函数控制(PFC)算法的基础上,结合预测函数控制、串级调节的优点,提出了锅炉汽包水位控制系统的PFC—PID透明控制策略:内回路采用PID控制快速消除给水流量的扰动,外回路采用带前馈补偿的PFC控制,可有效地克服汽包水位系统的另一主要扰动——蒸汽流量的扰动,同时PFC的强鲁棒性保证了在对象特性变化的情况下系统仍然具有良好的调节品质。计算机仿真结果显示了该控制策略的有效性和实用性。     

某型无人机舵控系统的设计与仿真

基于某型无人机飞行控制地面仿真验证系统的需要,分析了其舵机控制系统各组成部分的原理,利用Simulink工具箱建立了电传舵控系统的数学模型,对转速控制律和位置控制律进行了设计.对带有转速控制回路和未加转速控制回路的舵机控制系统以及加入扰动后的舵机控制系统分别进行了仿真验证.仿真结果表明：所设计的舵机控制系统动态性能及跟踪性能好,抗干扰能力强,能够满足某型无人机飞行控制的要求及飞行控制地面仿真验证系统的需要,为该系统的研究提供了技术保障.     

VSC-HVDC互联系统电压稳定控制策略

柔性直流输电系统具有有功无功可独立解耦控制的特点,使其不仅可以实现直流系统内有功的合理分配,还可以通过对无功的控制辅助所连接的交流系统以维持电压稳定。为充分挖掘电压源型换流站无功输出潜力,提高与之连接的交流系统的电压稳定性,作者提出一种基于VSC-HVDC互联系统的电压稳定控制策略。在两端柔性直流系统中,对整流站采用直流电压偏差斜率控制,逆变站采用定直流电压控制,按照无功优先模式设置电流限幅即以无功电流的大小决定有功电流的限幅值,分别针对整流站和逆变站设计有功电流动态限幅控制器,扩大无功电流限幅值。在不需要站间通信的情况下,将VSC-HVDC输电系统部分有功转换为无功,提高了换流站的无功输出能力,以此减轻扰动或事故端系统调整无功的负担。通过仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明所提控制策略充分利用了VSC-HVDC互联系统的功率调整能力,提高了VSC-HVDC互联系统的交流电压稳定性。该控制策略为通过VSC-HVDC系统连接的交流系统的电压稳定问题提供了一种新的解决方案。     

锅炉汽包水位系统的AFSMC-PID串级控制研究

锅炉汽包水位系统是一个典型的变参数、强扰动的对象,常规的PID-PID串级控制难以满足控制要求。针对此问题,设计自适应模糊滑模控制器(AFSMC),该控制器基于带积分补偿的变结构控制器,并利用自适应模糊控制方法,把滑模控制器中的不确定项进行模糊逼近。利用李亚普诺夫函数证明了控制器的稳定性。将AFSMC-PID串级控制策略应用到锅炉汽包水位控制系统,内回路采用PID控制快速消除给水流量的扰动,外回路采用AFSMC控制克服蒸汽流量的扰动。仿真结果显示此控制方法具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。     

基于模型预测控制的VSC—HVDC自适应控制策略

VSC-HVDC系统具有良好的自换相能力,可直接向无源网络和弱交流网络供电。提出一种基于有限控制集模型预测控制的VSC-HVDC系统逆变侧自适应控制策略,克服传统的双闭环控制存在的PI参数整定困难、动态响应能力差等问题,同时实现多控制目标及约束的逆变站自适应性控制。首先,推导VSC-HVDC系统在dq0坐标系下的离散数学模型,并据此给出逆变侧定交流电压控制的预测模型以及相应的多目标优化性能函数。接着,通过引入增量算子和反馈校正环节设计出改进后的多步模型预测控制策略,从而提高预测模型的参数鲁棒性。最后,通过对VSC-HVDC供电系统进行不同运行工况下的仿真对比分析,论证所提控制策略的可行性和有效性。     

柔性直流与风电协同的受端系统频率调控方法

针对柔性直流输电联网的受端岛屿电力系统频率稳定性问题,提出了受端系统风电与柔性直流输电系统协同的频率调控方法.在分析双馈风电机组(DFIG)和柔性直流输电系统(VSC-HVDC)有功功率调控性能的基础上,设计了DFIG和VSC-HVDC参与受端系统惯性响应与一次、二次调频的总体方案;通过风电场附加频率控制,利用超速减载备用容量实现系统的一次调频,并在此基础上设计了基于虚拟同步发电机(VSG)控制的换流站二次调频控制策略,即根据系统频率偏差精确调整受端换流站输出功率,从而维持受端系统功率平衡,提高其频率稳定性.最后,基于Matlab/Simulink搭建了含风电机组、柔性直流输电系统的受端岛屿电力系统仿真模型,对系统受到扰动后的惯性响应与一次、二次调频性能进行了验证,结果表明,所设计的控制策略能够很好改善受端电力系统的频率特性.     

基于位置控制的液压操纵负荷系统

从理论上分析了基于位置控制的液压操纵负荷系统的力感模拟原理,阐明了力感模拟效果的影响因素为位置控制回路的带宽、综合刚度及操纵力引起的位置扰动。在理论分析的基础上,借助计算机仿真方法,阐述了根据模拟对象的特性和仿真精度确定位置控制回路的带宽和综合刚度的方法,并提出了设计原则。指出位置控制回路的带宽应等于10倍仿真模型的转折频率,在满足二自由度系统模拟单自由度系统的模拟精度要求下,综合刚度应取3～10倍的液压弹簧刚度。通过时域和频域的计算机仿真证明了本文设计方法的可行性,仿真结果也证明了理论分析的结果是正确的。     

具有内模结构的锅炉汽包水位PID控制

锅炉是向诸多工业生产过程提供热能与动力的重要设备之一.为了有效地克服汽包水位的负调现象,采用一种基于三冲量控制方案的内模PID控制方法,即副回路利用常规PI控制算法快速抑制给水流量变化带来的干扰,主回路采用内模PID控制算法用以克服蒸汽流量变化产生的扰动.仿真结果表明所提出的控制策略能够加快响应,减小超调,缩短调节时间,算法简单易于工程实现且具有较强的鲁棒性.     

基于免疫反馈机理的锅炉汽包水位SMITH预估控制

借鉴生物免疫反馈响应过程的调节规律,针对电站锅炉汽包水位控制系统,提出一种基于免疫反馈机理的SMITH预估控制策略,内回路采用常规P控制器以快速消除给水流量扰动,外回路采用免疫PID控制器以保证汽包水位在给定值,并有效克服蒸汽流量的扰动.该控制策略结构和算法简单,易于工程实现.通过仿真试验证明该控制策略适应对象参数的变化,具有较强的鲁棒性、自适应性和抗干扰能力.     

基于二阶最佳原理光伏充电控制系统的理论研究

光伏充电控制系统是光伏发电系统中重要组成部分,DC/DC变换是充电控制器的主回路,其电压、电流控制是一个双环反馈控制系统.采用电流内环、电压外环的双闭环控制方式,建立光伏充电控制系统数学模型,应用连续时间系统的工程设计方法,研究了电流环中的电流校正装置,将电流环简化为电压环中的一个比例环节,并与其他环节一起构成外环电压...     

三相电压型PWM整流器主电路的设计与仿真

给出了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型．选择固定开关频率的直接电流控制策略,采用电压外环和电流内环双闭环控制结构,按此方法给出了电压和电流PI调节器设计的方法,同时给出了交流侧电感和直流侧电容取值的设计．在MATLAB的SIMULINK环境下建立系统的仿真模型,仿真结果验证了主电路参数设计的正确性．     

微电网电压不平衡的分层补偿控制策略

微电网是消纳分布式电源的有效手段之一,然而也带来了其自身的电压控制的难题,特别是公共连接点处的三相电压不平衡问题比较突出,为此提出一种微电网公共连接点电压双极补偿控制方法,上层控制发送与电压的正序和负序分量有关的控制信号,采用双电流环的控制器可得到电流给定值;下层控制通过双电流环控制器实施.针对PCC点三相电压不平衡的问题,应用dq旋转坐标分解原理,提出一种基于改进解耦的双同步坐标系锁相环(IDDSRF-PLL)的控制方法,能够实现正负序分量的独立控制,并通过控制给定模型的正负序电流和电压不平衡补偿控制器得到三相平衡电压,使得公共连接点母线电压的二倍频波动部分为零,从而实现了对三相电压不平衡的补偿控制.利用MATLAB/Simulink对微电网接入电网进行建模仿真,结果表明,分层控制方法能够较好的实现对微电网的电压控制.     

基于改进锁相环的柔性直流输电系统控制研究

针对系统频率波动、开关器件动作产生大量的谐波等问题,快速、准确地提供同步相位,是基于电压源型换流器的高压直流输电系统实现控制和保护的关键问题.通过引进软件锁相环概念(SPLL),并结合VSC-HVDC系统能瞬间实现有功、无功解耦的特点,设计了双鉴相器的三相锁相系统.通过消除二倍频,抑制了引起误差的主要因素,同时使PI调...     

基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环设计

针对传统锁相环在电网电压不平衡时对正序基波分量的幅值和相位不能快速实时检测等问题,提出了一种基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环。该控制系统通过在线调整PI参数能更精确迅速地将电网电压正序基波分量分离,从而实现基波分量相位的快速实时检测。仿真结果表明,与传统单同步和双同步锁相环相比基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系锁相环在电网电压不平衡和发生畸变时能更准确、迅速地检测正序基波分量的幅值和相位。     

超级电容器恒压充电的控制策略研究

采用超级电容器电压外环、电感电流内环的双闭环控制策略,以提高超级电容器充电控制系统的可靠性,首先利用状态空间平均法建立以BUCK变换器为主电路的超级电容器储能系统的小信号线性模型;然后,基于MATLAB/SIMULINK仿真工具箱构建了完整的超级电容器储能系统仿真模型,并对单闭环充电控制方式和双闭环充电控制方式下的超级电容器电流和电压波形进行了仿真分析. 结果表明两种充电控制方式下,超级电容器的端电压都能达到预期的稳定电压12 V,但单闭环控制方式下的充电电流高达120 A,远远超过预期的稳态电流12 A,而双闭环控制方式下的最大充电电流可控制在18 A以内,稳态电流为预期的12 A,为超级电容器充电控制提供了新的思路.     

含有储能单元的微电网运行控制技术

含有储能单元的微电网运行控制技术为可再生能源发电的规模化利用提供高效的组织形式和管理手段．搭建包括光伏、风电、储能单元的典型微电网控制系统;光伏、风机采用最大功率跟综控制,以保证风能和光能的最大利用率;给出含有储能单元的微电网组网方案和运行控制方式,分析储能在微电网并网运行、孤岛运行、孤岛下负荷变化及无缝切换等过程中的能量控制作用;基于LCL滤波器的储能电压源型功率变换器,提出包含逆变器侧电感电流环、滤波电容电压环和电网侧电感电流环的三环控制策略．最后,仿真验证了该储能逆变器控制策略和方法合理有效．     

VSC-HVDC在电网黑启动时负荷恢复阶段提高系统频率稳定性研究

在电网黑启动的负荷恢复阶段,提高系统的频率稳定性对电网的快速恢复具有重要意义。提出基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)作为电网大停电的黑启动电源,建立了交直流混合系统的物理模型,采用VSC-HVDC与发电机调速器协调控制方法,设计了频率作为控制量的有功功率控制器。通过PSCAD/EMTDC环境下仿真,结果表明在电网恢复时采用VSC-HVDC与调速器协调控制可以大幅度恢复负荷,且速度较快,对系统频率具有很好的稳定性。