基于二自由度PID的永磁同步曳引机调速策略

针对基于一自由度PI控制的电梯永磁同步曳引机调速系统无法兼具良好的鲁棒性与跟随性,而影响乘梯舒适度的问题,提出一种基于二自由度PID控制的调速优化策略。首先建立了永磁同步曳引机的数学模型,分析了在电梯运行过程中其等效负载转矩与等效转动惯量的变化规律,构建了一自由度PI控制方案并阐明了该方案未能兼顾系统鲁棒性与跟随性的原因。在此基础上,提出了基于二自由度PID控制的调速改进策略,并给出了其参数设计方法,最后利用仿真试验验证了所述调速策略的有效性与优越性。     

直驱式永磁同步风力发电最佳风能跟踪控制与实验研究

研究了永磁同步风力发电系统,对风力机、发电机部分分别进行建模,提出了一种最佳转速给定的发电机最佳风能跟踪控制策略,通过对风力机和发电机特性分析,给定永磁同步发电机最佳转速值,实现系统最大功率追踪.在实验室环境下搭建了基于TMS320F28335系列DSP的永磁同步风力发电实验平台,通过实验研究验证了该控制策略的有效性.     

PMSM的二自由度PID控制

为了在运动控制系统中实现对传统PID控制的有效改进，提出了针对交流永磁同步电动机的二自由度PID控制算法，给出了一般和简化的二自由度控制器结构图及设计方法.该方法有效地解决了PID控制难以兼顾跟踪性能与抗扰性能的缺陷，使得系统在运行过程中，控制器输出可以保持动态最优.对于小惯性的PMSM系统进行了仿真，仿真结果表明：该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性，并具有良好的动、静态性能.     

直驱型永磁同步风力发电机混沌运动的非线性比例控制

根据直驱型永磁同步风力发电机（DPMSG）的数学模型,通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的永磁同步发电机模型变换成一种简单的无量纲数学模型。验证系统在某些参数条件下会出现混沌运动,提出直驱型永磁同步发电机混沌运动的非线性比例控制方法。该方法以直轴和交轴电压为控制变量,通过发电机状态的非线性反馈,将直轴和交轴电流方程中的耦合项解耦,并使直轴和交轴电流可以跟踪设定值。该控制方法可以根据实际要求设置唯一稳定的平衡点。仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性,为DPMSG风力发电系统的混沌控制提供了有效的控制方法。     

直驱永磁风电机组低电压穿越的一种控制策略

为提高并网直驱永磁风电机组低电压穿越运行能力,提出一种适用于双PWM变换器并网的永磁直驱风电机组低电压穿越运行的电机侧及电网侧变换器协调控制策略。电网电压跌落时,根据输入电网的电磁功率的变化控制电机侧变换器来限制发电机的电磁功率以平衡输入直流侧电容的功率,稳定直流侧电压;根据电网电压跌落深度控制电网侧变换器,提供一定的无功电流,有利于电网电压稳定与恢复,提高风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明,所提控制方案无需硬件装置,能有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

永磁直驱风力发电系统最大风能捕获滑模控制

针对永磁直驱风力发电系统实现最大风能捕获的问题,提出一种高阶非奇异终端滑模控制策略.根据永磁直驱风力发电系统的非线性模型,基于最佳转矩跟踪的最大功率点跟踪(maximum power point tracking)方法,将高阶非奇异终端滑模控制应用于永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator)设计转矩控制器和电流控制器,实现永磁直驱风力发电系统的无风速传感器最大功率点的快速跟踪和稳定控制.仿真结果验证了所提出的控制方案的有效性.     

直驱式电液位置系统PID控制的研究

针对直驱式电液位置系统的特点，使用PID控制改善系统的特性。经过对比分析，采用不完全微分PID控制策略。通过仿真在不同负载下系统对阶跃和斜坡信号的响应，分析结果得出：采用PID控制方法后带载系统响应时间、稳态误差变小，系统刚度增大，减小了负载带来的影响，能够达到控制的需要。     

永磁直驱风力发电功率滑模控制器的研究

永磁直驱风力发电机具有多变量、非线性及强耦合的特点,系统参数变化较大直接影响系统的控制性能。基于此,设计了一种功率滑模控制器,并在直驱电机数学模型的基础上,设计出直驱发电变流控制系统,将此滑模控制器应用于该系统的机侧控制。控制器根据系统当前的状态采用滞环函数使系统精确的在给定滑动模态轨迹中运动,其设计过程与对象参数及扰动无关,因此,该系统具有良好的抗干扰能力,并能有效解决高频率切换带来的抖振效应。在搭建的8极5kW直驱发电机的Matlab/Simulink仿真模型中,对系统输出的电压、电流、功率控制进行了仿真分析,其结果表明,系统并网冲击小、功率跟踪精度高,表现出良好的动态性、稳定性和鲁棒性       

基于模糊PID控制的风电机组变桨距控制技术研究

针对传统的P I D控制器在变桨距控制中存在的适应力不强、控制精度不高等缺陷,提出将模糊控制与PID控制相结合的变桨距控制方法,使变桨距控制系统兼具模糊控制和PID控制的优点。通过对风电机组变桨原理及控制要求进行分析,建立风电机组的数学模型和仿真模型,在随机风作用下对风电机组进行仿真分析。仿真结果表明,本方法能提高变桨距控制的精度和响应时间,具有良好的静态、动态特性。     

低速直驱永磁同步电动机及其起动性能研究

利用低速直驱永磁同步电动机（PMSM）的一些电磁设计公式,结合低速电机的设计特点,完成了电机结构设计、参数计算以及工作特性和起动特性的分析,最终确定了方案.采用Ansoft电磁分析软件,通过场路耦合的计算方法,计算了电机瞬态性能参数,并通过不断地调整设计值,得到电磁设计方案.实验结果表明,低速直驱低速大转矩永磁同步电动机实验所得数据和应用程序设计结果基本一致,证明了程序的正确可行、简单方便.该研究对于进一步完善永磁同步电动机的设计具有重要理论意义和工程价值.     

基于直驱永磁风力发电系统中最大风能跟踪的实现

研究贝兹原理关于永磁同步风力发电机的最大风能跟踪理论,提出了叶尖速比控制方法。介绍风力机的数学模型,以及最佳叶尖速比控制方法,构建永磁同步风力发电机的数学模型,继而利用Matlab/Simulink软件对该模型进行仿真分析。仿真结果表明：本控制方法能快速准确地实现风能的最大跟踪。     

基于PID神经元网络的双闭环比值控制系统

提出一种基于PID神经元网络的双闭环比值控制系统,给出了系统的结构和计算公式,列举了一个算例的MATLAB仿真结果.由多个算例的仿真结果推知:这种控制系统不需要用人工整定控制器的参数,不需要辨识被控对象,误差的收敛速度快,结构简单,便于实现.它有希望改进现有的过程控制的比值控制系统.     

模糊自适应PID控制在开关磁阻风力发电系统中的应用研究

针对风速的突变性和不确定性,以及开关磁阻发电机的非线性和强耦合性的特点,提出了基于模糊自适应PID闭环控制优化输出电压的方法。介绍了开关磁阻发电机系统的运行原理和模糊自适应PID控制原理,并利用Matlab/Simulink工具分别对常规PID控制和模糊自适应PID控制下开关磁阻发电系统的输出电压进行仿真及对比分析。实验结果表明:模糊自适应PID闭环控制输出电压控制精度更高,动态性能更好,抗干扰能力和鲁棒性较强。     

模糊控制在风力发电机组偏航控制系统中的应用

由于风能的随机性和不稳定性等特点,传统的偏航控制很难取得很好的控制效果.为了解决偏航系统跟踪风向的变化这一问题,提出了把模糊控制应用于偏航系统,并设计了一种模糊控制器.通过仿真研究,并与PID控制器的控制效果进行比较,结果表明模糊控制系统能够更快更准确地跟踪风向的变化,具有较好地控制性能,从而确保偏航系统的性能更加稳定.     

基于矢量控制的永磁交流伺服系统运行性能分析

永磁同步电机矢量控制系统在很多场合得到了应用,但由于矢量控制技术依托于永磁同步电机的数学模型,其系统性能受电机参数影响较大.研究利用SIMULINK搭建基于矢量控制的电流、转速双闭环矢量控制系统,采用Id=0磁场定向矢量控制理论分析电机的电参数和机械参数对永磁同步电机调速控制系统性能的影响.在不同给定转速、不同参数下对电机运行性能的影响进行了仿真分析.仿真结果表明:定子电阻突加对电机运行性能影响不明显,机械参数的突加会使电机动态性能变差,转速波形的上升时间明显变长,电参数对电机动态性能影响较小.该研究为后续电机参数辨识和补偿研究提供了基础.     

风力发电系统中风机控制策略综述

针对目前风力发电系统中风机的变速定桨距、变速变桨距等运行方式,介绍了与各种运行方式所对应的控制策略,并详细说明了采用这些控制策略后对风机运行的影响.概括了各种控制策略的选择方法,即针对风机的不同运行方式应采取必要的控制策略来满足风力发电系统的运行要求,尽可能多地捕获风能并将其转换为电能供给电网.进一步明确了风力发电系统中风机的运行控制方法,进而为风力发电主控系统和变流器系统的设计研究提供参考.     

基于遗传算法PID的风力机变桨距系统电液伺服控制

针对风力机电液伺服变桨距控制系统,设计了基于遗传算法整定的PID控制器,并通过计算机仿真,再现了系统跟踪阶跃信号的系统响应。仿真结果表明,在该控制器作用下,风力机变桨距系统具有良好的动态性能。     

基于IMC的二自由度平台设计及仿真

在二自由度平台系统中,建立模型时的误差和不可预测的干扰的存在会导致可逆系统不可能完全解决系统的线性化和解耦问题,针对此问题,通过对二自由度平台系统建模过程和机理的研究分析,当二自由度平台系统采用内模控制（IMC）方法时,不但可以解决独立性追踪问题,还可以在获取伪线性系统的基础上进行扰动抑制,从而部分解决可逆系统耦合问题。同时采用Matlab应用仿真,证明内模控制不但具有常规PID控制的优点,而且在非线性系统条件下能够较好的工作,在现实工业控制生产中具有很大意义。     

永磁同步电机传动系统能量成形控制仿真研究

针对功率变换器和永磁同步电机（PMSM）构成的传动系统,基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了PMSM的PCH非线性数学模型,在负载转矩恒定已知和恒定未知情况下,设计了系统的速度控制器。根据最大转矩／电流（MTPA）控制原理确定了系统的期望平衡点,分析了平衡点的稳定性。利用PWM信号变换方法控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现隐极PMSM的速度调节。利用Matlab／Simulink仿真,结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

多变量解耦双自由度PID控制系统设计

为了解决多变量时滞过程解耦器结构复杂且不能解析设计、控制器不易兼顾控制性能和鲁棒性的问题,提出一种新的解耦双自由度PID控制系统设计方法.针对时滞过程改进了Cai所提出的正则化解耦方法:从能量功率谱的角度重新解释并构造结构简单的解耦矩阵;将系统解耦成单回路后,采用双自由度PID结构设计各回路控制器.典型工业过程实例验证了设计的简单性和性能的有效性.采用该方法,解耦传递函数矩阵可以解析求解,双自由度PID控制器能够有效改善各回路高频段的解耦性能,获得良好的设定值跟踪性能和扰动抑制能力,并且可以方便地应用于控制现场.