基于无差拍的DVR的控制算法及仿真

动态电压恢复器(DVR)是目前解决电压质量问题的一种最经济、最有效的电能质量调节器.针对DVR的电压补偿信号的不确定性,将无差拍控制思想应用于DVR中,通过理论分析得到了-种DVR的无差拍控制算法,给出了算法详尽的推导过程,并用MATLAB/SIMULINK就电网电压暂降和谐波问题对其进行了仿真研究,结果表明:DVR的输出电压能良好的跟踪畸变电压分量,使负荷电压在电网电压畸变时仍能恢复到正常电压水平;而且无差拍控制还具有动态响应快,实现方便等优点.     

静止无功发生器动态模型和非线性逆系统-PI控制策略研究

应用状态空间平均建模法推导出静止无功发生器(SVG)的动态数学模型.基于此模型,采用双变量传统PI控制策略控制SVG系统,发现该控制策略在两个控制目标变量(无功功率和直流侧电压)的动态性能方面存在不足.依据所建立的动态数学模型推导出SVG系统的逆函数,由此进一步得出非线性逆系统-PI控制策略以提高SVG系统无功功率和直流侧电压的动态响应速度.应用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建SVG的控制系统模型,仿真结果表明了SVG动态教学模型的正确性和非线性逆系统-PI控制策略的有效性.     

单相全桥SPWM逆变器的仿真研究

建立了单相全桥电压型SPWM(Sinusoidal Pulse-width modulation,正弦脉宽调制)逆变器的数学模型,分析了设置死区时系统中IGBT(Insulated-Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极晶体管)的通断状态,用MATLAB/Simulink中的基础模块模拟逆变器的工作状态、死区效应、死区补偿和控制系统,用数学分析和实验波形对仿真结果进行了验证.该方法可用于揭示逆变器的死区效应,补偿效果和控制系统的静、动态响应.     

基于桥臂电流控制的风力发电并网逆变器研究

在大功率风力发电系统中,并网逆变器控制是实现电能转换与传输的重要环节。针对采用T型滤波器结构的风力发电并网逆变器,提出基于桥臂电流闭环结合前馈补偿间接控制逆变器并网输出电流的控制策略,并根据三相电压源型并网逆变器开关函数的数学模型进行了控制系统仿真研究。仿真实验结果证明采用该控制策略提高了并网逆变器的稳定性和动态性能,同时可以有效抑制并网节点输出电流中的电流谐波。     

三维桥式吊车建模与仿真平台设计

利用拉格朗日方程对三维(3D)桥式吊车系统进行了动力学建模.在该模型中,不仅考虑了台车在两个水平方向上运动对负载摆动的作用,同时分析了吊绳长度变化对系统状态的影响,此外还考虑了环境中动、静摩擦力,空气阻力等对台车运动以及负载摆动的作用.根据建立的动力学模型,搭建了三维桥式吊车仿真平台.该平台将有助于对桥式吊车这类非线性欠驱动系统动态特性的研究,以及各种控制策略的检验与评测.最后通过实验结果验证了所建立的动力学模型以及仿真平台的正确性.     

三相电压型PWM整流器建模和仿真研究

三相电压型PWM整流器(VSR)广泛用于AC/DC/AC系统前端整流.考虑到VSR本身非线性特点,建立适合于控制器设计上的数学模型比较困难,提出了一种状态反馈解耦控制电流内环和直流电压平方外环的电压型PWM整流器新型控制策略,基于功率平衡理论,采用解耦状态反馈控制方法,分析并建立了三相电压型PWM整流器d-q坐标系下的线性化数学模型.由于采用直流电压平方外环,使典型的非线性模型线性化,控制器设计直观精确,提高了直流电压和网侧电流的跟踪能力,改善了波形.提出了一种空间矢量的简化算法,简化了运算过程.在MATLAB/SIMULINK环境中建立了仿真模型.仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值.     

基于滑模变结构控制策略的直流斩波器设计

为稳定气压系统废气能量回收系统中输出的电压,需采用直流斩波器。传统的直流斩波控制电路采用微处理器使用PID等经典的控制策略,不适合具有大扰动的非线性直流斩波器的控制。分析了升降压直流斩波电路连续状态下的结构,采用滑动变结构控制方法对其进行控制。仿真结果表明,与传统的控制策略相比,滑动变结构控制方法可保证直流斩波器在趋近运动阶段有较短的上升时间,在滑动模态阶段有较小的超调量,从而具有良好的动态品质。     

三相Boost型PWM整流器改进控制策略仿真研究

为提高三相Boost型PWM整流器直流母线电压的抗扰性,探究了电压波动的直接原因,在传统的控制器工程整定法基础上,结合模糊控制技术,提出了一种基于电压偏差｜EV｜和交流例电流空间矢量模值变化率（dAi／dt）的二维模糊PI改进控制策略。为了提高仿真效率,选择既能反映整流器本质特征又能节省运算时闽的低频模型作为研究对象,在电网电压对称跌落和负载突变两种扰动下,对直流母线电压响应进行了数值仿真,仿真结果表明,改进后的控制策略较传统控制策略的效果有显著改善。     

非线性微分〖CDF*2〗代数系统的自适应状态观测器设计

针对非线性微分-代数系统,给出了可观性判据,提出了基于非线性微分-代数方程的自适应状态观测器设计方法。根据状态观测器工作点变化在线配置极点,获得合适的观测器的反馈增益阵,保证观测器在大范围内稳定工作。理论分析了存在模型误差时观测器的鲁棒性,证明如果模型稳态无差,观测器也是稳态无差的。以化工过程中的典型微分-代数系统为例,仿真结果证明了用该方法设计的观测器能够稳定收敛到状态真值,具有较好的动态性能。     

单相电流型逆变器的d-q控制及仿真研究

提出了一种基于小型风力发电系统的单相电流型并网逆变器d-q控制算法。该方法将常应用于三相逆变器中的d-q算法应用于单相电流型并网逆变器。一般来说,应用d-q算法至少需要独立的两相。依据正交虚拟电路的概念建立单相电流型逆变器的第二相,获得独立的两相。这种算法应用于本系统,理论上,逆变器的输出电流可以达到无穷大的开环增益,从而消除了逆变器输出电流基波分量的稳态误差。在Matlab-Smulink中对该系统的控制器进行了设计和仿真验证,结果表明：采用上述方法设计的控制器具有较好的稳态及动态性能。     

基于PLECS的直驱永磁风电系统直接功率控制研究

在研究风力机特性和永磁同步发电机运行机理的基础上,建立了直驱式永磁风力发电系统数学模型,在实现最大风能捕获的同时,分析了负载变化对发电机侧电能转换单元控制参数的影响。对于网侧逆变器控制,采用基于直轴虚拟电网磁链定向的直接功率控制,避免了对电网电压的检测和电流闭环控制,有效简化了系统结构,提高了工作可靠性。通过在Matlab/Simulink环境下嵌入PLECS工具箱进行仿真研究,结果表明该系统具有较好的控制鲁棒性和低电压穿越能力,进一步验证了基于PLECS工具箱进行风电系统建模与仿真的可行性。     

基于RBF神经网络的柔性机构动态响应辨识模型

通过神经网络技术对柔性机构复杂的非线性动态响应进行辨识,建立了柔性机构运动参数的辨识模型。利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络优异的非线性逼近能力,建立了柔性机构动态响应的辨识模型。将机构的驱动力矩、阻尼力矩和非线性运动参数分别作为RBF神经网络的输入样本和期望输出样本。建立了RBF神经网络的拓扑结构,利用样本数据对其进行训练。通过空间站柔性展开机构模型进行动态响应的辨识,结果表明辨识的收敛速度快,精度高。该方法为复杂大系统的建模和分析提供了一种理想的途径。     

网络控制系统结构下的非线性系统建模与仿真

针对非线性系统往往具有不确定性,结构复杂、建模困难和不适于网络条件下仿真研究的问题,提出了一种网络控制系统结构下非线性系统建模与仿真的方法.在对弹簧连接的双倒立摆耦合非线性系统模型及其通信网络进行Matlab/Simulink模块化建模的基础上,利用鲁棒控制器将对象模型的不确定性和网络时延的不确定性进行了综合处理.仿真结果表明,该方法不仅降低了非线性系统建模的复杂性,而且为研究网络控制系统结构下非线性系统的动态特性提供了条件.     

基于神经网络辨识的质子交换膜燃料电池建模

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统过于复杂，难以建模，而已建立的模型难以满足PEMFC控制系统设计和应用的要求。本文利用神经网络具有逼近任意复杂非线性函数的能力，将神经网络辨识方法应用到PEMFC强非线性系统的建模中，避开了PEMFC系统内部的复杂性。模型以电池工作温度为神经网络辨识模型的输入量，电池电压、电流密度为输出量，利用500组实验数据作为训练样本，采用改进型BP算法，建立了不同温度下电池电压—电流密度动态响应模型。仿真结果表明，方法可行，建立的模型精度较高，从而为设计PEMFC实时控制系统奠定了基础。     

基于一种改进的RBF神经网络的直接甲醇燃料电池建模

针对直接甲醇燃料电池(DMFC)系统过于复杂，难以数学建模。应用一种改进的RBF神经网络对DMFC系统进行辨识建模。模型以甲醇的浓度和流速为神经网络辨识模型的输入量，电池电压／电流密度为输出量，利用1000组实验数据作为训练和测试样本，建立了不同甲醇浓度和流速下电池电压／电流密度动态响应模型。应用仿真对建模的有效性和精度进行了检验，并与BP神经网络辨识的效果进行了对比。仿真结果证明RBF神经网络比BP神经网络收敛得快，建模精度高，从而为设计DMFC实时控制系统奠定了基础。     

42伏汽车异步发电机矢量控制系统的建模与仿真

针对未来汽车高效、高输出功率的特点,提出了42伏异步发电机-PWM整流器汽车发电矢量控制系统.基于MATLAB/Simulink建立了独立的异步发电机、PWM整流器、矢量控制、电压控制、蓄电池等模块.在变速变负载条件下进行仿真并分析了影响动态电压的因素.仿真结果表明系统建模的有效性.     

基于多领域统一建模的伺服压力机仿真研究

针对包含多纽并联机构的精密伺服压力机存在输入输出严重非线性、驱动电机难以精确同步与控制的难题,提出采用SimulationX仿其软件平台对双点伺服压力机的机电动态响应性能进行,仿真分析,以快速获取满足表端执行机构不同输麻需求的驱动电机控制策略.在分析滚珠丝杆螺旋传动机构和曲柄滑块机构这两种典型机构传动特性和几何尺度关系的基础上,建立了多组机构运动特性方程,采用Modeica建模语言构建了典型传动机构的仿真模型,按照模块化建模思想,搭建了集成典型传动机构的双点伺服压力机整机机电仿真模型,在SimulationX平台上对双点伺服压力机整机模型进行了运动与同步控制仿真分析.仿真结果表明,集成滚珠丝杆螺旋绔动和曲柄滑块机构的伺服压力机机电系统动态响应性能庭好,运动与同步控制精确,通过仿真验证了多领域或统一建模和仿真技术在双点伺服压力初综合设计中的实用性和高效性.     

大型油船燃油锅炉建模与动态系统仿真

船舶燃油锅炉系统的建模与实时仿真无论对系统优化控制、故障诊断,还是对于提高船舶锅炉系统运行的经济性、安全性和可靠性等都具有重要意义.从物理机理出发,采用模块化建模方法和集中参数处理技术,建立了大型油船燃油锅炉实时仿真的非线性模块化数学模型.以AALBORGMISSIONTM OL型船用燃油锅炉为母型锅炉进行了仿真,仿真结果与实测数据进行了比较,结果表明模型具有较好的准确性、动态特性和实时性,符合实船锅炉的动态响应过程.目前此模型已在船舶辅锅炉仿真系统中得到了成功应用.     

混杂系统粒子滤波混合状态估计及故障诊断算法

混杂系统同时包含连续动态特性和离散动态特性,并且两种动态相互作用,使其故障诊断变得更加困难。针对此问题,提出了一种混合系统粒子滤波混合状态估计及故障诊断算法,提高了现有方法的适用范围和诊断效率。针对混杂系统受控迁移、自治迁移和随机迁移等特点,首先利用随机混杂自动机对系统离散状态(包括故障)和连续状态进行统一建模,重点对现有基于扩展卡尔曼粒子滤波的连续估计算法进行改进,支持利用在线监测数据来估计混杂系统各类迁移产生的各种离散和连续状态,最后根据离散状态估计结果快速实现故障诊断。通过对典型非线性混杂系统的故障诊断,证明了该方法的有效性。     

基于PWM技术的船舶轴带发电系统并网运行仿真

采用PWM整流-逆变技术的新型船舶轴带发电系统是当今船舶行业的重点研究领域之一,而逆变器与柴油发电机组的长期稳定并联运行问题是该系统的关键问题之一,将柴油发电机组的有功功率-频率和无功功率-电压下垂特性引入到逆变器控制器可以解决该问题。介绍了新型船舶轴带发电系统的结构及运行原理,分析了基于引入的下垂特性的并联运行控制策略,基于Matlab/Simulink仿真软件建立了逆变器及其控制器、柴油发电机组以及系统仿真模型并进行了系统并联运行仿真。仿真结果表明控制策略是正确可行的。