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基于级联扩张状态观测器的VIENNA整流器无权重无模型预测控制

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：蔡子育于新红许立斌黄东晓汪凤翔电机驱动与功率电子国家地方联合工程研究中心(中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心) 福州大学先进制造学院

针对VIENNA整流器在复杂工况下存在精确模型构建复杂及权重系数整定困难的问题，提出一种基于级联扩张状态观测器的无权重无模型预测控制策略。首先，构造超局部模型来替代整流器精确模型，降低模型参数依赖性。其次，设计级联扩张状态... 详细信息

针对VIENNA整流器在复杂工况下存在精确模型构建复杂及权重系数整定困难的问题，提出一种基于级联扩张状态观测器的无权重无模型预测控制策略。首先，构造超局部模型来替代整流器精确模型，降低模型参数依赖性。其次，设计级联扩张状态观测器来观测超局部模型的集总扰动，提高估计精度和噪声抑制能力。最后，建立串行代价函数以消除权重因子，实现无权重无模型预测控制。实验结论证明了所提控制策略具有良好的动态响应及强鲁棒性。

关键词： VIENNA整流器无模型预测控制串行代价函数级联扩张状态观测器

基于自适应超螺旋滑模观测器的Buck变换器无模型预测控制

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电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 17-23页

作者：陈南振于新红许立斌江田田汪凤翔福州大学先进制造学院泉州362000 电机驱动与功率电子国家地方联合工程研究中心(中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心) 泉州362216

针对三相交错并联Buck变换器在外部干扰下影响系统鲁棒性和动态性能的问题,本文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测控制策略。首先,建立超局部模型代替原有的数学模型,设计自适应超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态... 详细信息

针对三相交错并联Buck变换器在外部干扰下影响系统鲁棒性和动态性能的问题,本文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测控制策略。首先,建立超局部模型代替原有的数学模型,设计自适应超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态部分。然后,引入最小二乘法预测电流误差趋势,动态调整观测器增益矩阵。最后,构建离散方程,设计代价函数,实现无模型预测控制。实验结果验证了所提算法可以有效抑制因外部扰动产生的稳态误差,且相较于传统无模型预测控制具有更好的鲁棒性和动态性能。

关键词：三相交错并联Buck变换器超螺旋滑模观测器无模型预测控制

三相Vienna整流器无模型预测直接电压控制

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电气工程学报 2024年

作者：杨奥于新红许立斌黄东晓柯栋梁汪凤翔福州大学先进制造学院电机驱动与功率电子国家地方联合工程研究中心中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心福州大学电气工程与自动化学院电机驱动与功率电子国家地方联合工程研究中心中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心

为提高三相Vienna整流器响应速度以及在复杂环境下系统控制性能，提出一种无模型预测直接电压控制(Model-free predictivedirectvoltage control,MFPDVC)策略。首先，分析三相Vienna整流器数学模型，构建不依赖系统物理参数的超局部模... 详细信息

为提高三相Vienna整流器响应速度以及在复杂环境下系统控制性能，提出一种无模型预测直接电压控制(Model-free predictivedirectvoltage control,MFPDVC)策略。首先，分析三相Vienna整流器数学模型，构建不依赖系统物理参数的超局部模型，增强控制系统鲁棒性；其次，对超局部模型离散化得到系统预测方程，同时设计包含电压、功率以及中点电位的成本函数，实现用单个环路控制多个目标，突破传统双闭环级联型控制结构内外环带宽限制，提升系统响应速度。最后，设计Luenberger观测器估计电压和功率超局部模型中的未知部分，并实时补偿预测模型，进一步提升抗扰动性能，实现无模型预测直接电压控制算法。仿真与试验结果表明，相比传统有限集模型预测功率控制方法，所提控制策略具有更优的鲁棒性和动稳态性能。

关键词：直接预测电压控制无模型 Luenberger观测器

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双有源全桥变换器无模型预测控制策略

微特电机 2024年第2期52卷 64-69页

作者：操建生于新红许立斌汪凤翔福建农林大学机电工程学院福州350100 中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心泉州362216

针对双有源全桥变换器因建模偏差与参数扰动等因素导致的系统控制性能下降问题,提出一种基于超局部的无模型预测控制策略。构建仅包含控制输入、输出和参数扰动项的超局部模型,降低模型参数依赖性;将未知扰动项集总扩张成一个新的状态变... 详细信息

针对双有源全桥变换器因建模偏差与参数扰动等因素导致的系统控制性能下降问题,提出一种基于超局部的无模型预测控制策略。构建仅包含控制输入、输出和参数扰动项的超局部模型,降低模型参数依赖性;将未知扰动项集总扩张成一个新的状态变量,设计线性扩张状态观测器进行估计并补偿,提升系统鲁棒性;构建离散化预测方程和成本函数,得到最优控制移相比,实现移相控制。实验结果验证了该无模型预测控制方法的有效性。

关键词：双有源全桥变换器无模型预测控制线性扩张状态观测器

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计及新能源接入的主动配电网多目标优化仿真

计算机仿真 2022年第9期39卷 108-113,393页

作者：杨嘉静程若发许立斌南昌航空大学信息工程学院江西南昌330063

针对越来越多出力不确定的新能源及负荷大规模接入配电网,影响了主网运行的安全性与经济性。文章对风光出力进行了建模得到风光出力的概率密度函数,经离散变换得到各时段的出力期望值。建立了双层规划模型,上层规划以系统的网络损耗最... 详细信息

针对越来越多出力不确定的新能源及负荷大规模接入配电网,影响了主网运行的安全性与经济性。文章对风光出力进行了建模得到风光出力的概率密度函数,经离散变换得到各时段的出力期望值。建立了双层规划模型,上层规划以系统的网络损耗最小来确定分布式电源的安装位置;下层规划根据分布式电源的节点电压稳定性指数、投资效益指标建立的多目标优化数学模型来确定安装容量。采用改进的差分进化算法和量子粒子群算法对模型求解。最后在加入新能源的IEEE33节点系统上进行仿真,并分两阶段对所提模型进行分析,第一阶段分析所提模型对主网安全性的有效优化,第二阶段分析在考虑分时电价下此规划在经济效益方面的有效性。

关键词：分布式电源新能源负荷双层规划分时电价多目标优化

基于光伏MPPT采样电流的自适应变步长INC算法

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电源学报 2023年第5期21卷 58-66页

作者：刘聘凭程若发许立斌夏震南昌航空大学信息工程学院南昌330063

针对传统电导增量INC(incremental conductance)算法在跟踪最大功率点的过程中无法兼顾跟踪速度与稳态精度的问题,以及传统变步长算法在光照变化时容易发生误判的问题,提出了一种新型的自适应变步长INC算法。光照强度变化较大时,利用负... 详细信息

针对传统电导增量INC(incremental conductance)算法在跟踪最大功率点的过程中无法兼顾跟踪速度与稳态精度的问题,以及传统变步长算法在光照变化时容易发生误判的问题,提出了一种新型的自适应变步长INC算法。光照强度变化较大时,利用负载曲线与I-V特性曲线的工作原理,在暂稳态和非稳态下都可以根据最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)采样电流的变化,自适应调节跟踪速度;光照强度变化较小时,能够根据输出电压与功率的变化自适应减小步长,提高稳态精度。追踪速度是传统算法的9.3倍,是现有变步长算法的4.2倍,有效减少了光照强度变化带来的功率损失。

关键词：最大功率点跟踪(MPPT) Boost电路自适应变步长

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氧化铝陶瓷膜的组成与热膨胀

高技术通讯 2004年第3期14卷 49-51页

作者：辛世刚姜兆华许立斌哈尔滨工业大学应用化学系哈尔滨150001

利用微等离子体氧化技术在LY12铝合金表面制备了氧化铝陶瓷膜。通过X射线衍射法研究了陶瓷膜的相组成，发现陶瓷膜由α-Al2O3和γ-Al2O3两相组成，α-Al2O3在陶瓷膜的外层含量高，γ-Al2O3在陶瓷膜的内层含量高。陶瓷膜的热膨胀系数为7... 详细信息

利用微等离子体氧化技术在LY12铝合金表面制备了氧化铝陶瓷膜。通过X射线衍射法研究了陶瓷膜的相组成，发现陶瓷膜由α-Al2O3和γ-Al2O3两相组成，α-Al2O3在陶瓷膜的外层含量高，γ-Al2O3在陶瓷膜的内层含量高。陶瓷膜的热膨胀系数为7．3798×10^-6／K，与α-Al2O3大块固体的热膨胀系数相近。

关键词：微等离子体氧化氧化铝陶瓷膜热膨胀

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基于模型的光伏阵列最大功率点跟踪方法研究

基于模型的光伏阵列最大功率点跟踪方法研究

作者：许立斌南昌航空大学

学位级别：硕士

太阳能是一种清洁能源,需以光伏电池单体为媒介转换成电能。而光伏阵列的电气特性易受外界环境影响,且局部遮阴下呈现多波峰现象。因此,为获取阵列最大功率值,需增添含最大功率点跟踪技术(MPPT)的控制器。目前多数MPPT算法仅通过测量阵... 详细信息

太阳能是一种清洁能源,需以光伏电池单体为媒介转换成电能。而光伏阵列的电气特性易受外界环境影响,且局部遮阴下呈现多波峰现象。因此,为获取阵列最大功率值,需增添含最大功率点跟踪技术(MPPT)的控制器。目前多数MPPT算法仅通过测量阵列电气参数追踪最大功率点(MPP)甚至全局最大功率点(GMPP),并未考虑光伏组件内部参数(I、I、n、R、R)与MPP间的关联。为此,本文将从内部机理角度研究MPPT算法,具体工作如下。首先,本文从物理和工程数学角度介绍了光伏电池模型,同时研究了不同场景(均匀光强与局部遮阴)下阵列的输出特性,并对旁路二极管在多峰值下的工作原理与影响进行了分析,为后续MPPT算法设计提供基础。其次,针对传统MPPT算法在光强突变下存在的不足,提出了基于模型参数的两阶段(计算阶段与调节阶段)电导增量法(INC)。计算阶段使用DC/DC变换器特性应对光强变化,进而实现追踪速度的提升;调节阶段操作仅在稳态阶段执行,通过缩小扰动步长以提高发电效益。然后,本文为研究基于智能算法的内部参数辨识技术,将混沌量子粒子群算法(CQPSO)、飞蛾扑火算法(MFO)以及差分进化算法(DE)进行了实测数据内部参数的提取比较;同时,通过Lambert W函数分析了内部参数与MPP间存在的关联,为基于内部参数辨识的MPPT算法设计作铺垫。最后,本文针对均匀光强、局部遮阴场景提出了不同MPPT算法。在单波峰工况下,基于离线参数的MPPT算法先使用CQPSO算法提取内部参数数据库,然后通过短路电流近似值与模块温度获取相近五参数,进而得出MPP信息。针对多峰值问题,基于实时参数辨识的改进扰动观察算法(P&O)先通过定位阶梯分界点(SDP)确定潜在GMPP区域,然后利用飞蛾扑火算法(MFO)进行参数辨识,并得出GMPP,最终采用自适应步长P&O算法追踪。

关键词：光伏阵列 MPPT 均匀光强局部遮阴内部参数辨识

基于等效物理模型的脉冲电解微加工精度及定域性表征研究

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机械工程学报 2024年第5期60卷 378-389页

作者：赵传军王冀鹏许立忠燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

针对脉冲微细电解加工多场耦合模型求解复杂、定域性难以量化表征的问题,基于电极/溶液GCS双电层模型,建立脉冲电解加工等效物理模型。利用该等效物理模型,分析双电层极化电压及各支路等效电流的瞬态响应规律,得到两种提高脉冲电解加工... 详细信息

针对脉冲微细电解加工多场耦合模型求解复杂、定域性难以量化表征的问题,基于电极/溶液GCS双电层模型,建立脉冲电解加工等效物理模型。利用该等效物理模型,分析双电层极化电压及各支路等效电流的瞬态响应规律,得到两种提高脉冲电解加工精度的方法:缩短脉宽和控制极化电压。分别揭示两种精度提高方法的作用机理,并建立其精度预测方程。根据工件分解电压特性,定义阳极加工区和过切区边界;通过对极化峰值电压随极间距变化规律的研究,采用加工区极化峰值电压差描述电解定域性,并建立定域性表征参数模型。利用Matlab对影响定域性工艺参数进行数值仿真分析,并通过微孔电解加工实验对理论分析结果进行验证。

关键词：脉冲电解加工等效模型定域性表征仿真分析精度预测

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