基于自适应观测器和自抗扰控制的PMSM直接转矩控制

提出一种新的自适应观测器,用于永磁同步电机直接转矩控制系统的定子磁链和定子电阻估计。该观测器利用静止坐标系下的电压模型估计定子磁链,采用转子坐标系下的电流模型估计定子电流,把定子电流估计误差通过增益矩阵作为反馈信号。定子电阻自适应律根据李亚普诺夫稳定性理论推出,观测器的增益矩阵采用极点配置方法得到,观测器的收敛性根据李亚普诺夫稳定性分析来保证。此外,采用自抗扰控制技术设计了速度控制器,该控制器能对负载扰动进行估计和补偿。仿真结果证明了所提自适应观测器的有效性和自抗扰控制器的抗负载扰动能力。

Abstract：

A new adaptive observer was proposed to estimate the stator flux and stator resistance in the direct torque controlled permanent magnet synchronous motor （PMSM） drive. The stator flux was estimated by using the motor voltage model in the stationary frame, and the stator currents were estimated by using the motor current model in the rotor frame. The current estimation errors were then used as feedback signals through a gain matrix. Stator resistance adaptive law was developed based on Lyapunov stability theory. The observer gain matrix was obtained by using the pole placement method. The stability of the adaptive observer was guaranteed by the Lyapunov stability analysis. In addition, a speed controller was designed based on active disturbance rejection control （ADRC） technique to estimate and compensate the load disturbance. Simulation results have confirmed both the effectiveness of the adaptive observer and the anti-load-disturbance performance of the active disturbance rejection controller.     

板球系统的非线性自适应控制

针对球半径、球质量、球转动惯量未知的板球系统,提出了其非线性自适应控制方法。建立了包括球板间摩擦、传动机构、步进电机等环节的板球系统数学模型。结合Lyapunov稳定性理论设计了非线性位置控制器和非线性自适应位置控制器。提出的控制方法经过了仿真验证。跟踪控制结果表明与模糊控制相比,非线性自适应控制方法提高了板球系统的控制精度。     

永磁同步电机最小损耗控制的仿真研究

降低电机的损耗对于节能有重要的意义,分析永磁同步电机(PMSM)损耗模型的基础上,结合直接转矩控制方案,通过实时在线调节磁链给定的控制算法,使永磁同步电机运行于最小损耗控制方式下,并利用MATLAB仿真软件建立了系统模型。该控制方法根据推导出最小损耗控制下的电流来实时确定电机的给定磁链。仿真结果表明与传统的直接转矩控制相比,最小损耗控制方式下的电机损耗有明显减小,达到节能的目的。     

坦克高低向炮控系统直接自适应控制方法研究

提出了某坦克火炮高低向稳定系统的直接自适应控制方法,应用基于CGT的直接自适应控制原理,采用结构分解的方法,将被控对象中严格正实部分和其余部分分解开来,分别对它们设计基于CGT的自适应控制器和鲁棒控制器,从而实现对火炮高低向的控制。该算法无需辨识系统的参数,结构简单,对参数变化的适应能力强。仿真实验表明,这种方法正确可行。     

CDMA通信系统自适应功率控制仿真的研究

无线通信CDMA（码分多址）系统中，给出了一种联合功率控制与多用户检测的两步迭代功率控制算法，并通过数值仿真与传统的功率控制算法进行了比较。仿真结果表明，该控制方法不仅节省了总功率、而且有更快的收敛速度，并能支持更多的用户。     

基于空间矢量调制的异步电机直接转矩控制

对一种基于空间矢量调制（SVM）技术的异步电机直接转矩控制（DTC）系统进行了建模与仿真研究，基于SVM的DTC方案可以有效地减小转矩波动。在SVM-DTC中使用了两个PI控制器，可以得到能够准确补偿当前定子磁链与转矩误差的参考电压矢量。然后，利用SVM技术将参考电压矢量转换为相应的PWM开关信号。给出在MATLAB／Simulink下对这种SVM-DTC系统的仿真结果，说明了模型的有效性。     

基于结构的神经网络在系统建模中的应用

针对复杂非线性系统的建模问题，提出一种基于结构的神经网络建模方法。将一个复杂系统转化为若干个较简单的子系统，分别用函数链神经元建立各子系统的模型，然后根据子系统间的相互作用关系连接成一个完整的网络，即基于结构的神经网络。分析了网络的性能，探讨了在复杂系统建模中的应用。对Y2－Hc10型先导式溢流阀的仿真表明了该方法是可行和有效的。     

光伏系统最大功率点快速判断和跟踪方法

从光伏电池基本输出特性入手,通过分析电池的电流电压关系曲线以及相应的理论计算,提出了一种新的最大功率点快速判断和跟踪方法,该方法不仅可以直接进行最大功率点跟踪,还可以作为多步长扰动观察法的步长选取依据.通过算法仿真比较和实验验证,证实了该方法无论是在环境突然变化还是在缓慢变化的情况下,均能够迅速的锁定和跟踪最大功率点,并且以其步长自调节功能弥补了扰动观察法输出功率容易振荡的不足.     

基于SVPWM的直接转矩控制新方案

针对传统的直接转矩控制(DTC)转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,提出了一种基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术的直接转矩控制系统新方案.该系统采用经遗传算法优化后的模糊控制器代替常规的磁链和转矩控制器,以获得任意相位的空间电压矢量,然后利用SVPWM技术来合成该矢量.仿真结果表明该方案能有效减小磁链和转矩脉动,改善系统的性能.     

双联变频空调系统建模与控制方法仿真研究

双联变频空调是非线性、时变、强耦合、多变量的控制对象；这使得过份依赖于被控对象精确的控制数学模型，如传递函数、高阶方程的经典控制方法难以实现。本文则着重于根据双联变频空调的运行特性，制定了双电子膨胀阀及压缩机的控制方法；并引进了负荷系数的概念和模糊推理方法。通过建立系统的动态热力学模型，利用仿真运算考察双电子膨胀阀开度及压缩机转速的调节对系统的控制结果，以验证控制方法的可行性。仿真结果表明此控制方法具有响应快、超调小，控温精度高，易于微机实现及实时控制性好的优点。     

基于快速控制原型的风力发电半实物仿真系统

为提高风力发电MPPT控制器设计与测试验证的快捷有效性,提出了基于LabVIEW FPGA的MPPT快速控制原型(RCP)系统。在LabVIEW RT实时运行平台上,采用PXI-FPGA架构设计了风速、风力机和PMSG的实时仿真模型,以及MPPT快速控制原型。将功率变换器、实时仿真模型和MPPT快速控制原型相连接,构造出半实物仿真(HIL)闭环测试系统。通过渐变风速和自然风速的实时仿真测试,验证了所述快速控制原型系统设计的正确有效性,为风力发电系统的进一步深入研究提供了一套有效的实时仿真和半实物测试平台。     

基于DSVM直接转矩控制的风力机实时模拟系统

为解决实验室无法用真实风力机研究风力发电的相关技术问题,提出了用先进的直接转矩控制（DTC）策略控制异步电机模拟风力机特性的技术。设计了风机转矩的计算方法,及异步电机直接转矩控制系统,使其跟随风机转矩变化,进一步利用离散空间矢量调制（DSVM）技术改善了系统的低速性能,并在RT-LAB仿真平台下对所设计的风力机模拟系统进行了实时仿真,验证了系统稳定性好,准确性高的特点,为实验室内研究风力发电技术提供了一个良好的方案。     

新能源分布式发电系统的能量互补控制研究

介绍了基于可再生能源的分布式发电系统的结构，并针对这套系统提出了能量互补控制原理，建立了系统的数学模型，为了改进系统的性能设计了矢量控制算法。在系统的风机模拟器和飞轮上的仿真与实验结果证明，提出的能量互补控制能够很好地调节储能单元存储和释放能量，因此能够保持分布式发电系统地稳定输出。     

基于模糊控制的最大功率点跟踪的仿真研究

在Matlab仿真环境下建立了一个基于Boost拓扑的光伏充电器,并且引入模糊控制技术对该仿真模型进行最大功率点跟踪(MPPT)控制。不仅从标准测试条件、光照突变这两种情况来比较模糊控制跟踪策略与爬坡法、电导增量法的区别,还从温度持续上升、光照持续上升、采样时间间隔这三方面,对三种跟踪策略进行比较,能够更全面地证明模糊控制跟踪策略在响应速度以及稳定性上优于爬坡法和电导增量法。     

基于Wiener模型的风力发电系统变桨距控制

风力发电系统具有非线性强和波动性大的特点,如何在风速随机变化的工况下,快速地将风电机组输出功率控制在额定范围内是风电系统控制面临的重大难题。针对5 MW风电机组的变桨距控制问题,提出一种基于Wiener模型的风力发电系统变桨距控制方案。根据Wiener模型线性和非线性环节可分离的特殊结构,通过计算非线性环节的逆,构造具有线性性质的广义风电系统被控对象,将风电系统非线性变桨距控制问题简化为线性模型控制问题。采用独立可分离信号分步辨识风电机组Wiener模型,可以更加精准地预测风电机组输出功率。仿真实例表明：该控制方法有效地提高了变桨距系统的控制效果。     

双馈发电机最大风能捕获和转换策略的仿真

为了最大限度地利用风能,提高风力发电系统的效率,提出了一种既可实现双馈发电机系统低于额定风速下的最大风能捕获又可使得电机铜耗最小化运行的优化控制策略。在分析风力机特性和双馈发电机基本电磁关系的基础上,推导了双馈发电机实现最大风能捕获和转换的定子有功功率和无功功率的数学模型,并应用基于动态同步轴系下的双馈发电机励磁控制策略实现了系统的最优控制。利用Matlab/Simulink对不同风速下双馈发电机系统的运行性能进行了分析和比较,结果验证了该控制策略的正确性和可行性。     

基于UML的城市轨道交通列车控制系统分析与建模

简要介绍了城市轨道交通列车运行控制系统，针对系统的复杂性，按照功能将其划分成三层结构，以面向对象的方法分析了系统本身及其与外围的关系。采用面向对象建模技术将这个系统处理成列车，轨道线路，ATC系统等对象，描述了每个子系统的结构，并通过适应静态性和动态性模型的统一建模语言UML及其Rational Rose工具建立了严格定义语义的可视化化模型。     

风对导弹飞控系统可靠性影响的仿真研究

可靠性是导弹的一项重要设计指标，风速矢量的变化是引起弹道散布的重要因素之一，而计算机仿真用于复杂系统的可靠性分析是一种有效的途径，因此采取仿真的手段来分析风对导弹飞控系统可靠性的影响。首先是建立风的工程化模型并进行随机化处理形成仿真模型；进一步研究风对导弹飞控系统的影响原理，进行导弹动力学模型的改造；接着详细阐述了可靠性的仿真算法，并给定了相关可靠性指标的计算公式；最后以某型导弹飞控系统为案例进行可靠性仿真试验验证。     

基于主体的可再生能源电力消纳交易仿真研究

我国为解决"三弃"问题,提出了可再生能源电力消纳保障机制。为激励可再生能源电力消纳,采用多主体仿真方法,分析了市场主体交易行为和交互关系,剖析了影响可再生能源电力消纳的关键交互因素,针对多种影响因素变动,对可再生能源电力消纳情况和积极消纳者数量的演化进行了仿真实验。结果显示:绿证被认购能直接促进本年可再生能源电力消纳;想要加快可再生能源电力消纳需综合考虑超额消纳量价格、绿证价格和消纳量补充交易频率,使我国可再生能源健康发展。