基于模块化多电平换流器拓扑的静止同步补偿器非线性控制策略

基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(MMC-STATCOM)能够对输电系统进行灵活控制和动态补偿,对于充分挖掘现有电网潜力具有举足轻重的意义。但是,MMC-STATCOM作为一种强耦合、多变量的非线性系统,需要选择合适的非线性控制策略来实现其丰富的控制功能。建立MMC-STATCOM数学模型并结合非线性控制理论中的优点,提出了无源滑模控制策略。当系统参数变化或存在外部扰动时,该控制策略赋予MMC-STATCOM系统较强的鲁棒性和良好的控制性能。在MATLAB/Simulink中构建了21电平MMC-STATCOM仿真系统,仿真结果验证了所提控制策略的可行性。     

以MMC接口互联的交直流混合微电网协同预充电控制

研究了交直流混合型微电网中MMC的启动预充电控制策略,讨论了联网以及孤岛运行模式下子模块电容电压的建立过程.联网运行模式下采用交流子网充电;孤岛运行模式下,根据黑启动电源的分布情况以及储能单元的荷电状态来选择预充电方式.通过MATLAB/Simulink仿真对不同运行工况的预充电策略加以验证,结果表明该预充电控制策略保证了系统不同运行方式下电容电压的稳定,实时性较好,充电速度较快.     

适用于中低压MMC的改进NLC调制与电容电压控制策略

模块化多电平换流器(MMC)应用于直流配电网等中低压场景时输出电平数较低、谐波含量高,且电容电压易受直流母线电压波动影响而偏离额定值.针对上述问题,提出一种最近电平逼近调制与电容电压稳定控制相结合的MMC改进控制方法.首先,引入阶梯波修正量以提升MMC交流输出电平数;在此基础上,分析阶梯波修正量对电容电压的影响,提出一种基于电容电压反馈的稳定控制方法,实现子模块电压与外部电气环境的解耦控制,从而限制电容电压波动范围,提高设备安全裕度.最后,在MATLAB/Simulink仿真模型和实时数字仿真系统硬件在环测试中验证方法的正确性和有效性.     

MMC-HVDC的环流抑制和并网控制策略

为了使得柔性直流输电MMC-HVDC更加稳定地接入电网,并且有效地抑制其桥臂环流,提出了一种改进型的控制策略.首先,实时监测上、下桥臂电流以及子模块电容电压;通过计算得到环流抑制分量以及子模块电容电压平衡分量,将两者叠加到MMC的调制波中,从而有效地抑制桥臂二次环流分量,同时也降低了系统的开关损耗.然后,利用并网控制策略,独立地控制系统的整流侧和逆变侧的电力潮流,保证直流母线电压在负荷改变时保持恒定,实现了子模块电容电压的动态平衡.最后,搭建MMC-HVDC系统的仿真模型,仿真结果表明,桥臂环流被有效地抑制,直流母线电压保持恒定.同时,搭建了五电平实验样机,实验结果也有效地证明了控制策略的正确性.     

基于MMC的永磁同步电机驱动系统新型电容电压控制策略

为改善模块化多电平永磁同步电机驱动系统的控制性能,对变换器的双星半桥型拓扑结构进行改进,并建立上桥臂和下桥臂中子模块电容电压可变控制的原理分析模型,提出一种根据电机运行速度灵活调节变换器电容电压的新型控制策略,与传统控制方法下变换器的电容电压恒定相比,此新型策略为驱动系统多增加了一维控制量,使系统在灵活性和准确性控制方面得到了明显改善.在实验室中搭建了模块化五电平永磁同步电机驱动系统测试平台,实验结果表明,该新型电容电压控制策略能够有效地控制和调节变换器各个子模块的电容电压,有利于降低系统损耗和改善电机控制性能.      

基于载波移相调制的MMC控制策略研究及仿真

为研究模块化多电平换流器(MMC)的控制策略,首先介绍了MMC的拓扑结构及其基本工作原理,在对比其他调制策略的基础上,综合考虑该新型换流器的结构特点以及需要实现的电平数,选取了载波移相正弦脉宽调制策略(carrier phase-shifted PWM,CPS-PWM);接着根据子模块能量均分和电压均衡两种原则,针对载波移相调制策略,选择了一种子模块电容均压策略,以确保子模块电压稳定在同一水平;最后通过仿真结果验证所设计的控制策略的有效性。     

统一电能质量控制器串联逆变器改进的研究

在统一电能质量控制器(UPQC)串并联研究的基础上,根据理论和创新模型做出实物的基础上得到启发,在UPQC和MMC理论的基础上,结合它们各自的优缺点构造出新的拓扑结构。新的拓扑结构通过数学模型的建立,利用理论推导证明新拓扑结构理论上的可行性。并在MATLAB/Simulink下进行仿真试验验证,试验数据结果证明其理论的正确性。新拓扑结构MMC-UPQC中的串联部分是由两个并联的串联逆变器组成,并联逆变器与负载相连。因为无源滤波性特有的谐振特性,并联与负载之间连接无源滤波器,利用其谐振特性来提高系统的可靠性。仿真结果显示的波形图表明新MMC-UPQC对电压暂降有很好的补偿能力,并提高公共直流侧Udc的电压,提高系统的安全性。     

基于滑模变结构的模块化多电平铁路功率调节器直接功率控制

为解决传统牵引网中存在的负序、无功、谐波等电能质量问题,在采用模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器(modular multilevel converter-railway static power conditioner,MMC-RPC)基础上,提出一种基于滑模变结构的直接功率控制策略(sliding mode variable structure-direct power control,SMVS-DPC)。该控制策略不仅无需锁相环,动态响应快,而且能够减小切换滑模面时产生的高频抖振,稳定性和鲁棒性优越。首先建立单相MMC-RPC数学模型,分析其工作原理;其次详细论述SMVS-DPC控制策略的原理及其设计过程;最后以V/v变压器为例,在Matlab/Simuink中搭建MMC-RPC仿真模型,通过仿真结果验证SMVS-DPC控制策略运用到MMC-RPC的有效性和优越性。     

正规溶液中外控组分的非理想性对多定态转变的影响

以正规溶液中的Schloegl模型作为样本系，根据分支理论，全面研究了外控组分的非理想性对多定态分支的影响。分析表明，定态解支将呈现一系列新的奇点；同时，外控组分的非理想性将导致孪生分支现象及孤立圈解支现象，丰富了化学反应体系分支现象理论。     

混合约束非凸规划拟锥条件下的同伦方法

使用同伦算法研究混合约束的非凸非线性规划问题. 当规划问题为混合约束（带有等式约束）时, 可行域变成一个边界区域, 并没有内点. 通过对可行域定义新的拟锥条件, 给出相应同伦方程, 并证明此同伦算法在此拟锥条件下具有全局收敛性.     

道德风险条件下的供应链质量控制策略研究

基于委托代理理论,研究了道德风险条件下如何控制供应链质量的问题.建立了供应商和购买商期望收益函数,考虑了供应商存在单边道德风险(质量预防水平隐匿)和购买商存在单边道德风险(质量检验水平隐匿),以及存在双边道德风险(质量预防水平和质量检验水平均隐匿)三种情况下,如何设计质量合同设计.运用最优化原理,求解供应商和购买商的道德风险值,并量化描述所支付的信息租金.仿真实验表明:当供应商存在单边道德风险时,购买商支付的信息租金和期望收益将减少,供应商的期望收益将增加;当购买商存在单边道德风险时,供应商支付的信息租金和期望收益将减少,购买商的期望收益将增加;当存在双边道德风险时,供应链支付的信息租金为供应商和购买商存在单边道德风险时所支付的信息租金之和,供应链联合期望收益的损失最大.     

空间罗经不变性条件的实现及非理想情况下的机动误差

本文根据依斯林斯基关于空间罗经的思想，提出改造国产航海－Ⅲ型罗经实现空间罗经的设想，并对非理想情况下的稳态误差和第一类机动误差进行了分析，借助于计算机进行仿真，从而说明了此方案的可行性，为进一步分析研究和工程实现提供依据。     

智能混合动力汽车经济性自适应巡航控制策略研究

针对智能混合动力汽车自适应巡航过程中的能量控制策略问题,结合模型预测控制在处理多目标、多约束优化问题方面的优势和粒子群算法运算量小、收敛快的特点,将粒子群算法作为模型预测控制的滚动优化方法,构造基于模型预测控制的粒子群算法.仿真结果表明,文中算法能够使绝大部分工况点落在较低燃油消耗率区域,只有少部分工况点落在非经济区域,虽然多消耗了1.06%的燃油,但在运算速度上却获得了60.3%的提升.     

混合动力挖掘机能量管理系统控制策略研究

针对最优控制理论设计的混合动力挖掘机最佳燃油控制策略具有全局寻优计算量大、需提前预知系统所有工况状态的不足,本文提出一种实时最佳燃油能量管理策略,对发动机的"转速-功率-燃油耗率"进行数值建模,在直流母线电压稳定的约束下,计算使发动机高效运行的储能系统功率补偿量,并作为控制决策输出;随后,采用有限控制集模型预测控制实现储能系统在该控制决策下的快速功率控制.仿真验证了该方法的有效性和正确性;工程试验表明,该策略在挖掘机平地轻载、重载旋转工况下的燃油耗量分别为传统机型的82.2%和77.6%,可供实际设计参考.     

孤岛运行下微电网并联逆变器下垂控制策略研究

随着全球能源互联网的发展,微电网也得到了迅速的发展.微电网系统的稳定性和可靠性将直接受到逆变器运行特性的影响.结合微电网的电压、频率、有功功率和无功功率,分析了逆变器下垂控制的运行特性,实现了孤岛模式下微电网并联逆变器的下垂控制策略的优化.通过数学建模并搭建MATLAB/Simulink仿真模型,详细分析了孤岛模式下微电网负载变化时电压和频率的动态特性.仿真结果验证了微电网并联逆变器下垂控制策略优化的正确性和有效性.     

泵阀并联系统复合式控制策略研究

为综合泵控高效节能和阀控高精度快响应的优势,研究一种泵阀并联位置伺服系统. 建立泵阀并联系统数学模型,并分析系统特性及油源效率;针对系统定位控制,提出一种泵PID控制、阀分段作用PID控制的分段双PID复合控制策略;针对系统动态跟踪控制,提出泵控回路采取PID控制并固定其输出,阀控回路始终采取迭代学习控制的复合控制策略. 仿真结果表明,在定位控制方面,相比纯泵控系统,分段双PID控制策略能够明显提高系统响应速度;在动态跟踪控制方面,固定PID输出和迭代学习控制相结合的复合控制策略,能使系统兼具高效节能和高精度快响应的优势.      

混合动力挖掘机的建模与控制策略研究

以实现节能为目的,提出了一种应用于并联式混合动力液压挖掘机动力系统的控制策略。分析了该系统各个部分的结构,用AMEsim软件建立了其仿真模型,在MATLAB/Simulink中建立其动力系统控制策略模型,并进行联合仿真。该控制策略以发动机燃油经济性为优化变量,在工作中通过比较SOC值以及负载功率与发动机功率限值来确定发动机工作功率。仿真结果表明,该控制策略在轻载及重载两种工况下均能使发动机保持较好的燃油经济性,有利于系统的高效稳定工作。     

基于混合控制策略的馈能悬架半主动控制

为使馈能悬架在一定范围内实现半主动控制,基于混合控制策略,确定了电机电磁阻尼力的控制算法.探讨了电机不同电磁阻尼力对悬架性能的影响及馈能悬架实现半主动控制的条件.在此基础上,以整车舒适性为目标,采用粒子群优化算法确定了电机阻尼力控制参数,并设计了直接电流控制器,使直线电机产生所需的电磁阻尼力.最后,对采用基于混合控制策略的馈能悬架进行了随机路面激励下的仿真分析.结果表明,优化的电机阻尼力控制参数能使馈能悬架实现半主动控制,显著改善馈能悬架的舒适性和平顺性,并能回收悬架部分振动能量.      

基于FNN自适应控制的HEV控制策略

非线性多变量控制系统是复杂控制系统,其原因是系统中包含有多个子系统,若使整个系统及子系统的性能最优,常规的控制方法难以实现·提出了采用基于模糊神经网络(FNN)的控制方案,并且为了对FNN的参数辨识及提高FNN的收敛速度,采用了免疫遗传算法(IGA)进行寻优·混合动力电动车辆(HEV)的多能源动力总成控制系统是一个典型的复杂系统,对其进行最优控制是一个难题,以此为对象进行了仿真研究,结果表明该种控制策略的有效性·     

非对称信息条件下的成本控制策略

运用委托代理理论方法探讨了信息不对称条件下风险中性的企业主如何激励风险中性的生产者努力降低成本的问题·企业主根据自己的要求和生产者的自报数确定合约基数,将实际成本与该基数做比较后对生产者进行奖励或惩罚,以此为基础建立了生产者和企业主的目标函数,确定了生产者最优自报成本,并建立了非对称信息条件下的企业主期望效用最大化模型·最后,以奖励系数和惩罚系数作为决策变量,运用进化规划算法作了仿真计算·计算结果表明,企业主可以通过对奖励系数和惩罚系数的选择来达到控制成本从而最大化自己期望效用的目的·