光伏发电系统MPPT固定频率滑模控制

基于光伏电池的数学模型,采用Buck电路作为实现电路,以开关周期平均状态概念为基础,建立光伏发电系统的平均状态数学模型.基于滑模控制理论和光伏电池的工作特性,设计了光伏发电系统最大功率点跟踪固定频率滑模控制器,对控制器的固定频率滑模控制算法采用Lyapunov方法进行了存在性和稳定性分析.在理论分析基础上,对光伏发电系统及固定频率滑模控制器进行了数字仿真和实际物理系统实验.仿真和实验结果表明,所设计的固定频率滑模控制器抖振很小,能很好地实现光伏发电系统最大功率点跟踪,控制算法实用有效.     

基于混合神经网络的风筝发电机组预测函数控制

提出了非线性预测函数控制器以解决风筝发电的控制难题,采用混合神经网络建立了风筝系统的预测模型,采用预测函数设计其控制器.预测函数控制器结合神经网络集成了在线辨识、学习机制和预测控制器闭环控制系统,能够显著改善风筝发电系统的性能.数字仿真结果验证了该方法的有效性.     

增程式电动摩托车ISG 电机控制器的设计

针对增程式电动摩托车的核心部件ISG电机的特点、工作原理以及功能目的,从硬件和软件两方面设计了一种ISG电机控制器,以实现ISG电机起动发电、对起动电流和发电时对蓄电池组充电电流的实时监测和控制保护,以及对ISG电机的电动和发电功能的切换.该电机控制器对于延长电动摩托车续驶里程和蓄电池组寿命有着积极作用.     

基于参数优化的扩容电力系统结构稳定的自愈控制

针对一类互联电力系统在线扩容时的自动发电控制(AGC)设计,采用动态输出反馈和遗传算法提出了一种能保证扩容后系统在拓扑结构突然改变时稳定运行的结构自愈优化控制方法。这种方法通过对扩容系统的建模,采用线性矩阵不等式方法设计了使其结构稳定的鲁棒分散控制器,并用遗传算法优化了问题求解中的相关参数,避免了设计中参数选择的盲目性。在优化过程中选取了综合评价系统时域响应性能的适应度函数来优化控制器设计中的互联约束矩阵,达到了改善系统性能指标的目的。文中针对一类互联电力系统模型进行了仿真研究,考虑在原区域电力系统的基础上在线增加一个新的区域,对新区域的自动发电控制律采用所提出方法进行了设计,仿真结果表明该方法达到了扩容后系统稳定的结构自愈控制要求,且采用遗传算法优化后的系统性能明显优于优化前的,证明了该方法的有效性。     

基于DSP的电动舵机伺服与控制

主要阐述基于DSP的电动舵机伺服系统的设计与实现,主要研究内容为舵机控制器硬件设计、软件设计和电动舵机伺服系统的性能优化.设计初期对数学模型进行了仿真实验,以事先发现设计不合理的方面,通过仿真中对数学模型的参数进行调整,可以预期数字式电动舵系统的控制律参数.因为数学模型与工程实践不可避免的存在一些差异,所以设计在工程中实现后,还通过电动舵机伺服系统联试试验对控制律参数进行再调整,以满足电动舵系统的性能要求.     

电动助力车控制模型的研制

DSP控制同步电机并能实现能量回馈的电动助力车，由于其可以实现可逆能量的控制，具有节能高效的特点，有很好的发展前景．指出控制同步电机可以两种方式工作．当控制器处于矢量控制方式时，控制器处于有源逆变状态，控制器输出功率；当控制器处于有源整流状态方式时，电机处于发电状态，把电机输出的电流反向对蓄电池充电，从而实现能量回馈．并据此提出了一种电动助力车的控制模型．     

纯电动客车电动助力转向系统控制器开发

分析了纯电动客车装用液压助力转向系统的缺点,介绍了电动助力转向系统的组成、工作原理。开发了基于DSP56F8346芯片为控制核心的电动助力转向系统控制器,该控制器包括逻辑电路模块和功率驱动电路模块两部分。重点介绍了功率驱动电路和驱动信号分配电路的设计。设计的控制器具有高速数据处理能力和较高的控制精度,能满足纯电动客车电动助力转向系统采用复杂控制策略时对实时性的要求。     

基于永磁同步风力发电系统的自抗扰控制

以额定风速以下风能的最大捕获为目标,针对基于永磁同步风力发电系统反馈线性化模型设计了一种自抗扰控制器。所设计的自抗扰转速控制器包括扩张状态观测器和非线性状态反馈控制律,前者将扰动作为扩展状态,后者将估计转速与给定转速之差通过非线性函数变换推导出控制律,并在Matlab/Simulink下搭建仿真模型。仿真结果表明,风速在额定风速以下时,自抗扰控制方法能有效实现风力发电机组的最大风能捕获。     

基于遗传算法的154T电动车牵引励磁PID控制器的设计

讨论了154T电动轮自卸车牵引励磁控制的基本问题;分析了传统PID控制器的不足和基于遗传算法PID控制器的优势;论述了遗传算法的原理、基本问题和实现步骤.研究了电动轮自卸车的牵引特性和牵引励磁控制系统的结构,根据设计,该系统被控对象可简化为二阶系统,而控制器采用基于遗传算法的PID控制.用MATLAB对PID参数整定进行了仿真,以考察利用遗传算法的进化能力优化PID的效果.仿真结果表明,经过遗传算法优化的PID控制器具有较高的精度和较强的适应性,能获得满意的控制效果.     

基于STM32纯电动客车控制器的设计

通过研究纯电动客车的控制功能和运行状态,设计出一款基于STM32的纯电动客车控制器,并分析了控制器各模块的功能,设计了电源电路、电压检测电路.控制器通过输出不同占空比的脉宽调制调节直流电机的速度,传感器采集的信息通过控制器局域网（CAN）总线实时传递到微处理器中,微处理器分析采集的信息,并通过CAN总线发送命令,从而安全、准确、实时地控制客车的运行.     

基于T-S模型的模糊预测控制在聚合釜中的应用

针对具有大滞后、大惯性、强非线性的工业过程,提出了基于Takagi-Sugeno（T-S）模型的预测函数控制（Predictive Functional Control,PFC）方法。设计了一种适用于聚合釜的模糊预测控制器;将各分阶段定义为多个子空间,每个子空间对应一个预测模型。仿真结果验证了该控制器具有较好的适应性和鲁棒性。     

预测函数控制在感应电机调速系统中的应用

针对感应电机调速系统,提出预测函数—内模双环控制。预测函数控制有计算量小、跟踪速度快等优点,内模控制的参数调节方便,且能抑制参数变化在系统性能上影响,将两者原理有机结合,通过分析感应电机数学模型,电流环采用内模控制,转速环采用预测函数控制。仿真结果表明,采用预测函数—内模双环控制后,系统的动态性和静态性能都得到明显改善。     

无刷直流电机换相转矩脉动抑制的研究

分析了无刷直流电机产生转矩脉动的原因,设计了自抗扰控制器来抑制无刷直流电机的转矩脉动的发生.以控制器本身的状态观测器检测系统的相电流脉动,通过控制器本身的非线性状态反馈控制器对检测电流脉动误差值进行补偿,从而抑制电流的波动.采用双闭环控制抑制转矩脉动的发生.仿真结果表明,设计自抗扰控制器抑制了系统干扰引起的超调量.反馈能够完全地被快递跟踪.设计的控制系统使无刷直流电机的转矩脉动值为9%左右.因此,自抗扰控制系统能够更好地抑制无刷直流电机转矩脉动的产生.     

基于CARIMA模型的PFC与GPC的等价性

建立了新型的模型预测控制方法——预测函数控制(PFC)与传统的广义预测控制(GPC)的联系.首先推导了基于含有色噪声的自回归增量滑动平均(CARIMA)模型的预测函数控制的控制律,然后通过选取不同的基函数获取PFC控制律的形式并与GPC控制律进行比较.从而证明了在一定的基函数的选取方式下,基于CARIMA模型的PFC算法和GPC算法是等价的.揭示了PFC与GPC两者之间深刻的内在联系,为PFC的工程应用提供了理论保证.     

基于动态矩阵的永磁同步直线电机速度控制

为了改善直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,使电机稳定运行,基于预测控制理论,设计了适用于直线电机速度环控制的动态矩阵控制器,将传统的直线电机三闭环控制系统中的速度环PID控制器替换为动态矩阵控制器,并分别搭建基于PID速度控制器和动态矩阵速度控制器的永磁同步直线电机三闭环仿真模型,在此基础上给控制系统施加阶跃信号,并进行突加负载和突减负载的仿真,将2种控制器控制下的系统响应结果进行对比。仿真结果表明,当速度环采用动态矩阵控制后电机的响应速度更快,超调更小,使电机速度更快达到稳定。改进后的速度环控制器提高了直线电机控制系统的鲁棒性,改善了直线电机的动态响应性能,提高了控制系统的抗扰动能力,有利于电机在负载变化较大的情况下运行。     

基于ABC-SVM模型的固体氧化物燃料电池预测控制仿真研究

为了满足直流负载电压的稳定性及固体氧化物燃料电池（SOFC）的耐用性和安全性的要求,设计了两个控制回路分别对SOFC的输出电压和燃料利用率进行控制。通过设计一个简单的控制回路来使燃料利用率保持在恒定值,并在此基础上开发了一个非线性模型预测控制器以控制SOFC的输出电压。该非线性模型预测控制器基于改进的支持向量机（SVM）预测模型,首先利用Lipschitz quotients准则确定SVM预测模型的结构,然后通过人工蜂群算法（ABC）优化SVM参数。仿真结果表明,所提的基于ABC-SVM模型的SOFC预测控制算法可以很好地跟踪电压设定值,证明了ABC-SVM模型在SOFC非线性动态建模中的有效性。     

传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

基于 PFC -PID 的锅炉汽包水位控制系统

根据预测函数控制（Predictive Functional Control,PFC）的基本原理和应用特点,在分析其一般算法的基础上,设计了余热锅炉汽包水位控制系统的预测函数控制器。通过内回路采用传统 PID,外回路采用预测函数控制———预测函数控制与PID 串级控制相结合,取代传统的汽包水位三冲量串级 PID 控制。MATLAB 仿真结果表明,与传统 PID 控制策略相比,PFC PID 控制策略能快速消除给水流量的扰动,且具有较强的鲁棒性,动态品质良好。     

面向工业电机考虑参数自调节的优化模型预测控制

针对常规控制器在工业电机无参数或者参数失配时引起的控制性能下降等问题,不满足工业自动化发展需求,因此提出一种考虑现实工业情况的无参数模型预测控制。首先引入模型预测控制的思想,将离散异步电机数学模型作为模型预测控制的预测模型并在线估计更新其集总参数,从而无需任何电机参数即可实现模型预测控制。针对工业用电机复杂工况,进行优化使其能够快速且准确地辨识出集总参数。仿真结果表明,所提出的控制策略预测精度高,在工况与电机参数均为未知时变的情况下,无参数模型预测控制仍然能在不同情况下达到较为优良的控制性能,证明了该方法优良的鲁棒性和有效性。     

纯电动汽车永磁同步电机驱动控制

以纯电动汽车采用的内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor, IPMSM)为研究对象,在提高电机的运行效率、扩宽转速范围的同时,又能在复杂工况中的提升响应速度并改善行驶舒适性的问题。首先建立IPMSM的数学模型,提出低速时采取最大转矩电流比 （maximum torque per ampere, MTPA）控制,中高速时采用弱磁（flux weakening, FW）控制的全速域电流控制策略,并分析得到各个控制求解的数学模型。然后对IPMSM数学模型进行离散化处理,得到状态空间方程,以此为基础设计模型预测控制 (model predictive control , MPC)的转速控制器和无差拍预测控制（deadbeat predictive control,DPC）的电流控制器。最后在Matlab/Simulink中搭建IPMSM的仿真模型,验证整个控制策略的有效性与可靠性。