基于误差补偿的二自由度PI控制的永磁同步电机控制策略

提出了一种基于误差补偿的二自由度PI控制方法。利用转速误差量对系统的状态进行判断,通过补偿环节对系统的PI控制器的输出进行补偿,实现了对系统性能的实时控制。与传统PI控制进行了比较,解决了传统PI控制器在满足系统抗扰性能和跟踪性能要求方面存在的缺陷。仿真和试验结果验证了提出的控制方法的正确性和有效性。     

CRH5动车组牵引脉冲整流器自适应优化控制方法研究

针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略。在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控制响应及控制量大小随误差变化自适应调整,基于状态空间方程构建一阶线性自抗扰电压外环控制器以实现对系统扰动的观测及跟踪。由此改善控制器对外部扰动的估计及补偿能力,增强控制器对车网耦合特性变化的适应能力。通过Matlab/Simulink仿真对比分析了基于PID控制和基于参数自适应优化控制的dq电流控制器性能,仿真结果表明,基于参数自适应的dq电流优化控制策略下的整流器直流侧输出电压在启动过程中超调量更小,且在应对网压波动时输出电压波动恢复后的稳态误差小于指标值的1/6,抗干扰能力更强。为进一步验证该控制器应对网压低频振荡的抗扰动效果,在RT-LAB半实物实验平台上搭建动车组-牵引网级联耦合模型对比分析2种控制策略下的牵引网网压波形。结果表明：基于参数自适应的dq电流优化控制更能适应多列动车组同时接入而引发的扰动,抑制牵引网网压大幅度振荡;fal电流环的参数自适应特性能改善控...     

六相感应电机反推自适应的矢量控制研究

针对六相感应电机运行时存在参数变化与负载扰动等问题,从其数学模型出发,提出了一种六相感应电机反推自适应的矢量控制方法。该方法运用非线性的反推控制器取代传统的PI控制器,实现转子电阻与负载转矩的实时估计,能够保证系统在参数发生变化的情况下实现电机对给定信号的跟踪控制。在MATLAB/Simulink中进行仿真验证,结果表明:所提出的控制方法与传统的PI控制方法相对比,可以保证系统全局稳定、明显提高系统的动静态性能和鲁棒性。     

基于神经网络的地铁牵引整流器控制算法研究

提出了一种利用神经网络对传统的PID控制器进行改造并应用于PWM单位功率因数整流器的控制方法,选择SVPWM控制方法对三相电压型PWM整流器进行控制,电压环采用基于神经网络自适应调整参数的复合型单神经元PI控制器。仿真结果表明,该PI控制器可以在线调整PI参数,快速跟踪整流器的变化,能有效地改善由于系统结构和参数变化而导致的控制效果不稳定的状况,适用于地铁需要频繁的起动、停车的条件。     

基于控制器匹配的高速列车广义预测控制方法

针对普通广义预测控制器在列车控制过程中不能修改控制器参数,以至列车运行中遇到未知干扰时影响控制精度和稳定性。本文采用基于控制器匹配的广义预测控制调优方法,以达到经过调优的GPC与H!输出反馈控制器(最优控制器)具有相同的控制效果,并获取GPC调优参数,实现高速列车速度跟踪运行过程的自动控制。该控制器通过最优控制器控制律的函数获得GPC增益,使GPC与最优控制器匹配;在获得GPC增益的基础上,将目标函数转化为凸优化问题,求得GPC的调优参数;GPC自适应建模参数与H!控制器模型匹配,避免模型参数失配,保证控制器模型的稳定性。仿真实验结果表明GPC和H!控制器能够较好地匹配,且基于控制器匹配的高速列车广义预测控制系统具有较好的速度和位移跟踪性能。     

基于单周期控制的统一电能质量调节器的设计

基于统一电能质量调节器（UPQC）对电能质量进行补偿时的同步性问题和控制的复杂性两个方面的考虑,在对UPQC拓扑结构与工作原理分析的基础上,提出了基于单周期控制的统一电能质量调节器控制策略,完成对UPQC中的DVR和APF两部分的同步控制,拓扑结构简单、易于实现。在理论分析的基础上,应用Simulink对单周期控制的统一电能质量系统进行了建模和仿真,仿真结果表明,该方法能在一个开关周期内消除稳态误差,证明了该拓扑的实用性和控制方法的有效性。     

基于模糊控制的直接功率控制在双馈风力发电系统中的应用

直接功率控制（DPC）以其简洁明了的系统结构、优良的动静态性能,逐渐成为研究热点。文章提出了一种固定开关频率的双馈风力发电系统网侧直接功率控制策略,该策略基于空间电压矢量调制（SVM）,简化了滤波器的设计,实现了动态过程中有功功率和无功功率的解耦控制;同时在直流电压控制环中设计了一个模糊PI控制器。最后利用软件Matlab／Simulink进行了仿真,仿真结果表明改进后的DPC策略能够实现单位功率因数,电流谐波小,具有良好的动静态和鲁棒性能;所设计的模糊PI控制器能够抑制启动时直流电压、有功和无功功率的波动,具有良好的鲁棒性。     

广义预测控制隐式算法在ATO系统中的应用

ATO系统具有时滞性、非线性、时变性等特点,使用传统的PID控制器难以取得理想的控制效果。根据ATO系统的特点,设计了基于广义预测控制隐式算法的速度控制器,并对被控对象进行了仿真。Matlab仿真和实验结果证明,该控制策略比PID控制具有更好的控制效果。     

降低感应电机直接转矩控制的转矩脉动的控制器

基于磁滞比较器和选择表的感应电机直接转矩控制(DTC),其开关频率可变,且转矩脉动大,特别在低速时.这是因为转矩和磁通的变化率以及转矩和磁通达到其上带和下带所花的时间随运行工况变化.文中提出了一种新型的开关频率固定的转矩控制器.新型控制器结构非常简单,其输出类似于传统的三点式磁滞比较器.就提出的控制器介绍了近似频域分析法,作为控制器参数选择的指南.介绍了感应电机直接转矩控制采用该转矩控制器进行的仿真和实验结果.结果表明提出的控制器可以保持开关频率恒定,并降低了转矩脉动,尤其在低速时.     

一种应用于自闭/贯通线的新型APF电流控制方法研究

针对铁路自闭/贯通线路中大量使用传统PI控制器作为电流环控制方案的有源电力滤波器(APF),电流跟踪速度慢、精度低且具有一定稳态误差的缺点,提出了一种采用变饱和柔性变结构控制的新型电流跟踪控制方法,其根据系统状态持续改变内部控制策略,以使系统逼近时间最优控制性能。仿真结果表明,其与传统PI方法相比,具有反应时间短、控制精度高、控制信号连续且平滑、控制算法实时性强等优点。最终硬件试验验证了这种控制方法能够可靠运行于硬件试验平台,产生良好的谐波补偿效果,进一步证明了此方法的有效性与可靠性。     

基于重复控制的并联有源电力滤波器

为了改善系统的性能,PI调节的方法被广泛应用于控制系统中.通过分析有源电力滤波器输出电流控制系统中传统PI控制的优缺点,提出了同时使用重复控制器和PI调节器的输出电流控制方法.理论分析和实验结果都验证了这一方法的可行性.     

基于自适应模糊滑模的列车精确停车制动控制算法

针对高速列车自动驾驶系统精确进站停车问题,基于列车动力学模型和列车制动系统模型,设计1种自适应模糊滑模控制器,通过模糊切换以补偿列车运行过程中受到的基本阻力、线路附加阻力以及外部未知随机扰动等非线性扰动的影响。根据滑模控制理论,利用列车运行过程中的状态偏差,设计基于跟踪误差的等效控制器,以求解列车制动等效控制量;考虑外部扰动,基于优秀司机驾驶经验的模糊推理规则,设计切换控制器,以得到精确控制量。采用本文控制算法对列车制动过程进行仿真验证,并与传统的PID控制和基于指数趋近律的滑模控制进行对比。结果表明:在考虑附加阻力和外部扰动情况下,自适应模糊滑模控制器能够柔化非线性切换控制信号,削弱滑模控制固有的抖振现象,实现对参考轨迹的精确跟踪,并最终实现精确停车;即使在列车制动系统实际控制输出出现偏差时,设计的控制器仍能控制列车精确跟踪参考制动曲线。     

基于多重前馈的地铁辅助逆变器的设计

为了抑制母线电压波动和负载变化对辅助逆变器输出电压的影响,提出了一种基于输出电压瞬时值反馈和母线电压及输出电流多重前馈的PID复合控制策略,介绍了反馈控制器和多重前馈控制器的设计方法。通过Matlab/Simulink仿真软件对提出的控制策略进行了仿真验证,并在1台基于DSP+FPGA控制系统的200 k VA地铁辅助逆变器样机上进行试验。仿真和试验结果证明,该控制策略可以使辅助逆变器输出电压的正弦波形稳定、谐波含量低、抗扰动能力强、动态响应快,完全满足工业标准的要求。     

混合悬浮系统的自适应PID控制研究

根据混合磁铁的动力学方程和电磁铁绕组的电路方程,建立混合悬浮系统的动态模型,针对系统的开环不稳定性以及系统受到扰动时传统PID控制参数难以实时保证系统性能最优或接近最优的问题,设计了基于二次型性能指标的参数优化自适应PID控制器。仿真结果表明,在系统受到扰动时,该控制器能够实现控制参数的自适应调整,保证系统快速回到平衡位置,提高了系统的抗干扰能力和稳定性。     

基于混合系统模型预测控制的列车优化运行

为保证列车高效率运行,需要对自动驾驶系统进行高效设计。列车运行过程具有高度非线性化的特性,针对这一特性,通过引入整数变量,建立基于混合系统的列车混合逻辑动态模型,其次考虑列车运行过程的多重约束,通过二次规划求解控制律。同时为了降低控制器计算量,在模型预测控制的基础上引入了阶梯式控制策略。最后利用Matlab仿真软件使其跟踪一条即定曲线,对所提的控制策略进行数值仿真。结果表明,该控制器可以在降低计算量的基础上,保证列车准时高效跟踪既定曲线,当改变控制器参数时,对跟踪效果有较大的影响。仿真结果对本文采用的方法进行了有效验证。     

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。     

多变量模糊控制在城市轨道列车牵引中的应用

介绍了城市轨道列车自动交速控制的一种方法－－多变量模糊控制。在基本速度模糊控制器的基础上，加入位移模糊控制和加速度模糊控制，构成多变量模糊控制器。经仿真试验验证，该控制方法控制精度高、速度跟踪性能好、运行安全性高，是一种性能最佳的控制策略。     

基于模糊逻辑异步电动机间接矢量控制传动系统及其性能分析

文章提出了一种新颖的采用模糊逻辑控制的异步电动机(IM)转速控制方法.模糊逻辑控制器(FLC)是基于间接矢量控制系统设计的.模糊逻辑转速控制器用于外层回路.针对实验室1 hp鼠笼式IM采用DS-1102数字信号处理器插件板,对基于FLC的IM矢量控制传动系统进行了实验研究.对文章提出的基于FLC的IM传动性能进行了研究,从理论和实验两个方面,在诸如指令转速突变、负载阶跃变化等不同的动态工作条件下,与基于传统的比例积分(PI)控制器的传动系统作了比较,结果表明使用FLC更优越.因此该方法适用于高性能工业传动系统,以取代传统PI控制器的方法.     

作动器故障时摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的自动容错控制方法

通过分析摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的结构和工作原理,建立其状态方程和非完全失效故障情况下作动器模型.考虑到倾摆控制系统参数和作动器故障的不确定性,采用基于参考模型的自适应容错控制策略,通过将故障作动器损失的驱动力平均分配给其他无故障的作动器,实现作动器驱动力的重组.以某摆式电动车组的受电弓主动倾摆控制系统作动器发生故障为例,对电动车组以120km·h-1速度通过半径为800m的圆曲线线路时的容错控制进行仿真研究.结果表明;倾摆控制系统能够跟踪给定的参数输出并使状态跟踪误差迅速收敛为0,基于自适应容错控制技术设计的自适应故障补偿控制器能够有效实现部分作动器故障后作动器驱动力的重组,表明给出的自适应容错控制方法完全适用于摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的不确定性运行环境.     

时变遗忘因子的高速列车自适应子空间预测控制

针对传统列车固定模型难以描述和控制具有时变、非线性等特征的高速列车运行过程问题,本文提出时变遗忘因子的高速列车自适应子空间预测控制方法。首先基于列车状态空间模型描述构建列车的增量式子空间预报模型;接着融合子空间辨识与反馈校正的思想得到时变遗忘因子的列车自适应模型,进而分析高速列车自适应子空间预测控制器的设计方法,并给出相应的控制算法。最后进行高速列车运行过程控制的仿真对比实验,结果表明本文控制方法在高速列车正常运行及强干扰情况下的预测跟踪控制性能是有效的。