基于DDPG的柔性伺服系统级联陷波器设计

针对柔性伺服系统的多频谐振抑制问题,提出一种基于DDPG的级联陷波器参数整定方法。以系统速度环开环bode图及陷波器bode图预处理结果作为训练数据,并以相位裕度作为奖励函数训练神经网络,实现所设计的伺服系统级联陷波器深度及宽度参数优化训练。搭建了三质量柔性伺服系统实验平台,并开展了多频谐振抑制实验,实验结果表明所提出的参数选择方法能够 找到具有最大相位裕度的陷波器参数,并有效地抑制系统多频谐振。     

工业伺服系统高阻尼谐振检测与抑制

带有弹性负载的工业伺服系统在采用较高增益时经常产生机械谐振现象.传统陷波器方法在抑制阻尼较高的弹性负载谐振时常出现陷波频率检测不准确的问题,该问题的成因是高阻尼下系统谐振频率与实际振荡频率的差异.通过在速度反馈环路中加入一个二阶低通滤波器,并依据自调整规则和傅里叶变换结果对其进行调节,可以有效减小这种差异.实验结果表明改进的方法谐振频率检测准确,加入在此基础上设计的陷波滤波器之后,速度稳态与动态过程中由弹性负载产生的谐振现象得以有效抑制.系统增益与带宽得以显著提高.     

永磁交流伺服系统机械谐振成因及其抑制

永磁交流伺服系统中机械传动装置的刚度有限,传动装置的弹性会在系统中引发机械谐振.针对典型伺服驱动系统中的机械传动装置,建立了电机-负载双惯量模型,通过理论分析阐明机械谐振形成的原理,并建立起关键参数与谐振现象的定量关系.通过仿真分析了弹性传动装置对伺服驱动系统性能的影响,并研究了使用陷波滤波器抑制机械谐振的控制效果.仿真结果验证了机械谐振特性理论分析的正确性,同时也验证了陷波滤波器的有效性及局限性.陷波滤波器在对机械谐振产生抑制的同时,还会在系统中引入两个不同频率的谐振,进而无法完全消除谐振的影响.     

分布式发电系统中并网逆变器的新型有源阻尼策略

分布式发电系统中LCL型并网逆变器可以有效抑制高频谐波,但存在谐振峰,会导致系统不稳定。因此采用电压或电流反馈的有源阻尼方法引起广泛关注,但这些方法需要多个传感器,增加了成本和控制复杂度。为此,采用二阶陷波器抑制LCL滤波器的谐振峰,保证系统稳定。根据LCL滤波器的谐振频率,设计了二阶陷波器参数,提高系统稳定性。通过选择合适的陷波器品质因数,增强系统应对电网电感变化的鲁棒性。采用比例—积分控制器增加基频增益,减小了系统稳态误差和提高了动态响应速度。仿真和实验验证了所提方法的正确性。     

基于SDFT和自适应三参数陷波器的快速机械谐振抑制

伺服系统中发生中高频机械谐振时一般采用自适应陷波器进行抑制。传统的两参数陷波器方案易引入较大的相位延迟,而且抑制速度难以满足高性能伺服的需求。针对此问题,提出了一种改进的陷波器方案,通过加入陷波深度参数来调整陷波中心频率处的振幅衰减,降低了陷波器带来的相位滞后。并提出了一种基于SDFT算法的谐振频率检测方案,通过在每次采样后获取系统幅频谱的变化过程来检测系统谐振频率,大大缩短了谐振频率检测耗时。理论和实验证明新方案能更快、更稳定的实现机械谐振的自适应抑制。     

基于自适应陷波滤波器的伺服系统谐振频率估计及抑制

在使用陷波滤波器抑制伺服系统机械谐振时,需要获取准确的机械谐振频率。为了快速检测出谐振频率,提出了一种基于自适应陷波滤波器(ANF)的机械谐振频率估计算法,通过速度误差信号分析,实现谐振频率在线快速辨识。首先,建立柔性连接伺服系统模型;然后,对ANF频率估计算法进行分析,并且与常用的快速傅里叶变换(FFT)频率检测算法的分析精度和计算速度进行对比。数值比较和仿真验证表明,ANF频率估计算法可以更快地实现谐振频率的精确检测。最后搭建试验平台,以ANF频率估计的结果作为陷波器的中心频率,成功实现了电机转速振荡的抑制,验证了该方法的有效性。     

基于频率特性搜索的伺服系统谐振控制

提出了一种在线更新频率搜索区间的迭代算法,该算法能够准确获取伺服机械谐振系统的谐振频率、反谐振频率、谐振频率处的幅度增益和谐振频率处的谐振带宽。根据搜索得到的谐振频率特性对陷波滤波器进行设计和优化,可以改善系统性能。仿真和实验结果表明,提出的方法不仅抑制了系统的机械谐振,而且改善了系统的动态响应特性。     

电流型PWM整流器自适应陷波器有源阻尼控制策略

电流型PWM整流器网侧LC滤波器存在谐振峰值,影响其并网电流质量和控制稳定性,常规的有源阻尼方法需要额外高精度传感器。提出基于自适应陷波器的有源阻尼方法,该方法无需额外传感器,能够依据电网阻抗变化主动调整陷波器中心频率。仿真结果表明该方法能有效抑制系统谐振,对电网电感变化具有鲁棒性。     

基于LCL型逆变器的数字陷波器有源阻尼方法研究

为了解决传统电容电流比例反馈有源阻尼方法控制结构复杂以及由系统延时所导致的谐振阻尼区域狭小等问题,对基于陷波器的有源阻尼方法进行了研究。将系统的谐振阻尼区域从(0,fs/6)拓展到(0,fs/2),消除了延时所带来的影响。同时,为了减小谐振频率波动对陷波器陷波效果的影响,利用经典控制理论中有关偶极子的经验法则得到陷波器允许的谐振频率最大波动范围。并通过系统闭环传递函数的零极点图对系统稳定性进行分析,设计出合理的阻尼比。Matlab/Simulink仿真与实验结果验证了所设计的陷波器有源阻尼方法的有效性。     

基于等效基波及奇次谐波谐振器组的单相动态电压恢复器控制

为提高单相动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的补偿性能,提出一种基于等效基波及奇次谐波谐振器组的数字控制方法。采用可等效为一组谐振器的延时模块,能够有效抑制电网基波和谐波扰动。给出一种包含两个控制参数和一组零相移陷波滤波器的结构及其设计方法,使系统在保证稳定性的同时,获得较大的谐振增益。其中,延时环节衰减系数可增加谐振器组鲁棒性;控制器比例增益可解决零相移陷波器中使用延时带来的问题;零相移陷波器组既能对消LC谐振峰,也能解决等效谐振器组高增益在高频处的稳定性问题。同时,引入电源电压和负载电流双前馈来保证响应速度,增加了对扰动的抑制能力。所提控制策略结构简单,谐波补偿能力强,动态响应快,易于实现。在2kW单相DVR实验装置上的实验结果验证了该控制方法的正确性。     

摆臂高频往复旋转定位抑振控制

为实现高加速度高频往复旋转摆臂的高精快速定位控制,提出多种振动抑制方案。包括使用S型加减速控制以减小由摆臂惯性力造成的振动,降低摆臂转动惯量和提高摆臂联结以防止机械谐振发生,以及伺服滤波技术。在伺服滤波技术中,使用陷波滤波器抑制机械谐振,优化低通滤波器保证系统稳定性,以及使用一种新的带阻滤波器抑制中低频振动。最终实现了旋转摆臂的振动控制并达到了高精定位要求并成功应用于LED分选设备中。     

逆变侧电流反馈的LCL型并网逆变器陷波超前补偿方法

在实际应用中LCL型并网逆变器通常采用常见的逆变侧电流反馈,但是在数字控制下,其系统环路增益在LCL谐振峰附近的截止频率处往往存在相位裕度过低的情况,从而造成进网电流含有较多的高频谐波,而调整系统参数来改善该问题则难以兼顾良好的系统动态响应能力及鲁棒性。以逆变侧电流反馈的单相LCL型并网逆变器为例,研究了该系统进网电流中高频谐波的放大机理,并提出一种基于陷波器的相位超前补偿策略,通过合理设计陷波器参数对LCL谐振峰附近的相位进行了修正,该方法在考虑滤波电容波动的情况下也能显著减小进网电流中高频谐波的含量,加强了系统参数对该控制结构的适应性,最后通过仿真验证了所提方法的有效性与正确性。     

基于粒子群优化算法优化陷波器参数的永磁同步电机振动抑制技术方法研究

针对振荡问题，在工业控制系统中，电机与负载之间一般都是通过传动轴、齿轮或者联轴器等传动机构进行连接，然而传动机构有一定的刚度系数，并不是完全刚性的，因此电机和负载之间存在柔性传动，即“末端振荡”。永磁驱动控制系统机械谐振抑制的综合设计是电机驱动领域的关键共性技术，对于提升永磁电机控制系统动态响应品质、提高系统安全性具有十分重要的意义。本文提出了一种基于智能算法的共振抑制方法，可有效解决陷波器由于参数耦合导致难以整定的问题，解决了伺服系统中多轴共振问题，既发挥了粒子群优化算法的优化计算能力，又体现了陷波滤波器有效滤除谐波的优点，将二者融合起来，有效消除了永磁同步伺服电机的共振谐波，抑制伺服共振现象。     

双馈风力发电中网侧LC滤波器的控制研究

提出在双馈风力发电中使用LC滤波器取代LCL滤波器,在不影响电能质量的基础上,可以节省空间和成本。根据不同的工况滤波电容可采用星形或者三角接法。针对接入电容可能引起的谐振现象,采用了电网电压采样的方法来抑制谐振,并在离散域中分析了增益系数值和采样控制周期对系统稳定性的影响。最后仿真和实验证明了方法的可行性。     

基于陷波控制的LCL型光伏并网逆变器谐波谐振抑制研究

为研究光伏并网谐波谐振现象,针对LCL型光伏并网系统,建立了光伏并网逆变器数学模型,采用频域分析方法研究多台逆变器并网时的谐波谐振问题。建立单台和多台逆变器并联的输出阻抗模型,研究不同并联台数情况下逆变器谐波谐振特性和多并网逆变器相互间的耦合关系。在此基础上,提出逆变器的陷波控制方法抑制光伏并网系统的谐波谐振。仿真结果表明,该方法滤波效果好、能够抑制LCL型光伏并网系统的谐波谐振,同时对电网背景谐波噪声也具有较好的抑制效果。