基于微分平坦理论MMC-RPC的PIR控制策略

为综合治理牵引供电系统的负序、无功、谐波等电能质量问题,分析V/v变压器左右两侧供电臂上的功率关系,通过转移有功功率、补偿无功功率和分离谐波功率等方式综合治理电能质量问题。同时,在对铁路功率调节器(MMC-RPC)采用准比例谐振控制的基础上引入微分平坦控制理论(FBC)。运用微分平坦理论,在MMC-RPC供电臂上的动态数学模型中选取有功电流和无功电流作为系统输出量,使其满足微分平坦系统的条件。对微分平坦系统进行李雅普诺夫稳定性分析,采用比例积分和Quasi-R并联控制,设计出微分平坦控制器。在Matlab/Simulink中搭建仿真系统,模拟几种不同的运行工况进行仿真,并与其他控制方式进行对比,所得波形验证了该控制策略的有效性与优越性。     

基于SOGI-FLL的MMC-RPC环流分析与抑制

针对模块化多电平构造的新型铁路功率调节器(MMC-RPC)在牵引供电系统电压扰动的非理想工况下运行时,内部环流严重影响其工作性能及运行效率,甚至造成供电系统中某些电力设备无法正常运行等诸多问题,提出在MMC交流侧采用新型SOGI-FLL锁频环控制器配合环流抑制侧采用的PIR控制器,共同对MMC-RPC内部环流进行准确跟踪及治理,改善MMC-RPC运行性能。当电压输入信号发生扰动时,新型SOGI-FLL相比于传统锁相环PLL能明显降低输出角频率的超调量,提高其响应速度。有效解决了采用PIR环流抑制器治理环流时,由系统频率偏移过大导致的谐波环流跟踪不准确且谐波环流治理效果不佳等问题。最后,在Matlab仿真平台搭建了MMC-RPC环流抑制仿真模型,仿真结果证实了采用SOGI-FLL控制器和PIR环流抑制器共同对MMC-RPC环流进行准确跟踪和抑制的优越性和有效性。     

MMC-RPC的多维泰勒网优化控制策略

为进一步解决铁路牵引供电系统中无功功率、负序电流和谐波失真率高等对电能质量的影响，将多维泰勒网（Multi-dimensional Taylor Network, MTN）优化控制应用于与模块化多电平换流器结合的铁路功率调节器（Railway Power Conditioner with Modular Multilevel Converter, MMC-RPC）。相比传统双闭环PI控制器，多维泰勒网控制器的优点在于抗扰动能力更强、鲁棒性更好和谐波失真率更低等。针对参数整定问题，将dq轴电流参考值与实际值之间误差平方的积分作为输出性能指标，并运用粒子群算法对MTN当中的参数进行优化。在MATLAB/Simulink软件中分别搭建了MMC-RPC采用MTN控制器和PI控制器的仿真模型，对电气化铁路中常见的一侧供电臂有机车负载和负载突变2种常见工况进行对比，验证了MTN控制器在MMC-RPC中的可行性和优越性。     

MMC-RPC的反推矢量控制策略

为解决传统牵引网中存在的负序、无功和谐波等电能质量问题,在模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器(MMC-RPC)中,引入反推控制理论设计电流内环,以此替代传统双闭环电流内环,提出了一种适用于MMC-RPC的反推矢量控制策略.首先建立了 MMC-RPC数学模型;其次详细论述了反推矢量控制策略的原理及设计过程;最后以V/...     

地铁车站环境温度自动控制系统分析与改进

提出了地铁车站公共区温度控制存在的问题,对问题原因进行了分析,并根据分析结果提出了地铁车站温度控制的新思路,设计了串级PID(比例-积分-微分)模糊控制的控制方案以及主要控制思路的实现方法。通过Matlab软件仿真验证了该方案的可行性。     

基于Lyapunov函数的MMC-RPC非线性控制策略

为综合治理牵引供电系统中的电能质量问题,以功率补偿向量图为基础,分析V/v牵引变压器左右两侧供电区间的功率关系,选取模块化多电平的铁路功率调节器(MMC-RPC)为研究对象,通过有功功率平衡、无功功率补偿和谐波功率反向注入等方式综合治理牵引供电系统中的负序、谐波等电能质量问题。在整个MMC-RPC控制系统中,为提高系统正常工作时内外部扰动下的鲁棒性,通过Lyapunov函数的非线性控制方法对MMC-RPC进行控制,外环采用定功率和定电压的控制策略,内环则采用基于Lyapunov函数的非线性控制策略;内环从稳定性角度出发,选取最优控制参数,保证供电臂上的线路参数在发生摄动或者负载切换时,系统仍能稳定可靠运行。在MATLAB/Simulink中搭建MMC-RPC仿真系统,模拟牵引网负载突变和线路参数摄动时,控制系统的动态调节和抗扰动能力,与传统双闭环PI控制策略效果相比,展现了该控制策略的可行性和有效性。     

长初级双边直线感应电机推力输出研究

研究目的:以麦克斯韦微分方程组为基础,结合直线感应电机T型等值电路,分析研究双边直线感应电机在考虑边端效应情况下的电磁推力输出,同时采用有限元计算方法,仿真验证理论计算有效性。计算推导双边直线感应电机数学表达式,并通过具体设计参数建立电机仿真模型,实验分析不同因素下滑差频率控制推力输出,通过对电磁推力输出特性分析研究,实现恒电流滑差频率优化控制。研究结论:(1)通过双边直线感应电机数学模型及等效电路计算各种机械特性,并推导横向和纵向边端效应修正系数,电机高速运动时,边端效应对电磁推力输出影响小;(2)采用电磁场有限元工具软件,建立双边直线感应电机仿真模型,将理论计算与仿真数据进行多次对比分析,理论计算与仿真结果基本吻合,保证数学模型有效性;(3)仿真分析滑差频率、运行速度、气隙,以及动子长度对电磁推力输出的影响,对于不同的运行速率,适当调节滑差频率,可增大电磁推力输出,低速最优滑差值为2 Hz附近,高速最优滑差频率区间为4.0~6.0 Hz,在满足电机在额定条件下,可实现电磁推力最优化控制;(4)双边直线感应电机的分析研究结果对航母舰载机电磁发射系统具有重要指导意义。     

三相PWM整流器单输入单输出模型的仿真验证及控制器设计

三相PWM整流器的数学模型一直以来是研究的热点,文章验证了一种三相PWM整流器的单输入单输出模型(SISO),并在此基础上设计了控制器,进行了控制效果的验证,给出了仿真结果与结论。     

多模糊控制器控制的直线感应电动机控制系统

在同步旋转坐标系下,建立了直线感应电动机的矢量控制数学模型.根据矢量控制直线感应电动机的数学模型,提出了一种基于多模糊控制器控制的直线感应电动机矢量控制新方法.1个模糊控制器作为速度控制器,另外2个模糊控制器分别作为电磁推力控制器和磁链控制器.在此控制系统中,采用了电流控制PWM电压源逆变器环节.仿真试验结果表明此种控制方法比基于PID调节器控制的交流传动系统具有更好的控制效果.     

DC/DC升压变换器非线性输出反馈控制

由于ＤＣ／ＤＣ升压变换器的非线性以及由升压带来的非最小相位特性，使得其控制问题遇到了一定的挑战。为改善ＤＣ／ＤＣ升压变换器的控制性能，设计了一种非线性输出反馈控制器。该控制器仅采用系统输出信息作为反馈控制量，结构简单，易于实现，同时，该控制器具有良好的动态特性，并可使ＤＣ／ＤＣ升压变换器的平均系统指数稳定，通过ＤＣ／ＤＣ升压变换顺的仿真结果表明，上述控制方案是可行的。