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基于模糊自适应pi控制和模型预测控制的MMC-HVDC控制方法

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北京化工大学学报（自然科学版） 2023年第6期50卷 55-65页

作者：侯世巍杜昌顺耿志强韩永明北京化工大学信息科学与技术学院北京100029 北京化工大学智能过程系统工程教育部工程研究中心北京100029

模块化多电平换流器的高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)系统包含外环控制器和内环控制器,是柔性直流输电系统的重要组成部分。传统的外环比例-积分(propor⁃tional⁃integral,pi)控制器的参数固定,没有自适应能力,稳定性和抗干扰性能较差;同时传统的内环控制器是在dq旋转坐标系下的解耦控制系统,其结构复杂,容易出现超调。因此,提出一种基于模糊自适应pi控制和模型预测控制(model predictive control,MPC)的MMC-HVDC控制方法,以简化系统结构,增强动态响应性能,进而使用准比例谐振(proportional resonance,PR)环流抑制控制器来替换传统环流抑制控制器,消除静差值。在Power Systems Computer Aided Design(PSCAD)仿真平台搭建MMC-HVDC系统模型,分别对比了改进前后内外环控制器的性能和环流抑制控制器的环流抑制效果,结果验证了所提方法的有效性和实用性。

关键词：高压直流输电模块化多电平换流器模糊自适应pi控制模型预测控制

基于死区时间补偿的永磁同步电机改进型模糊自适应pi控制策略

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机床与液压 2021年第8期49卷 8-14页

作者：赵小强刘舒宁杨蒲寒婷赵生延刘向辰兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 国网青海省电力公司经济技术研究院青海西宁810000 兰州石化职业技术学院汽车工程学院甘肃兰州730060

由于模糊自适应pi控制不需要精确的被控对象数学模型,且对于线性系统和非线性系统都具有良好的适用能力,而逐渐应用到电机控制系统中来。但传统模糊自适应pi控制在应用过程中,存在控制性能较差的问题。在模糊自适应pi控制理论基础上,提... 详细信息

由于模糊自适应pi控制不需要精确的被控对象数学模型,且对于线性系统和非线性系统都具有良好的适用能力,而逐渐应用到电机控制系统中来。但传统模糊自适应pi控制在应用过程中,存在控制性能较差的问题。在模糊自适应pi控制理论基础上,提出一种基于死区时间补偿的永磁同步电机改进型模糊自适应pi控制策略,采用该策略能够实现无论在加速阶段还是减速阶段,均能准确、稳定地调节永磁同步电机转速。

关键词：模糊自适应pi控制死区时间补偿永磁同步电机

感应电机DTC系统中遗传模糊自适应pi控制研究

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电力电子技术 2008年第4期42卷 63-65页

作者：乔维德常州市广播电视大学江苏常州213001

针对感应电机(IM)直接转矩控制(DTC)中采用常规模糊控制器带来超调量大,响应慢,脉动大等问题,提出一种基于遗传算法和模糊自适应pi控制的速度调节器设计方案。它采用遗传算法优化模糊自适应pi控制器的模糊控制规则和量化因子Ke,Kec及比... 详细信息

针对感应电机(IM)直接转矩控制(DTC)中采用常规模糊控制器带来超调量大,响应慢,脉动大等问题,提出一种基于遗传算法和模糊自适应pi控制的速度调节器设计方案。它采用遗传算法优化模糊自适应pi控制器的模糊控制规则和量化因子Ke,Kec及比例因子KuP,KuI,以确保IM的DTC系统响应具有最优的动态和稳态性能。仿真与试验结果分析表明,与传统模糊pi控制相比,该设计方法具有适应性强,动态响应快,鲁棒性好等优点,取得了较满意的控制效果。

关键词：感应电机控制器/遗传算法模糊自适应pi控制

基于模糊自适应pi控制的SRM直接瞬时转矩控制系统

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电机与控制应用 2014年第6期41卷 1-4页

作者：王勉华彭田野胡春龙西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054

利用直接瞬时转矩控制(DITC)方法改善开关磁阻电机(SRM)转矩脉动过大的问题。将模糊逻辑与pi控制相结合形成模糊自适应pi控制策略,构成了SRM的调速系统,改善了SRM高度非线性难以用传统pi控制取得较好控制效果的问题。仿真结果表明,DITC... 详细信息

利用直接瞬时转矩控制(DITC)方法改善开关磁阻电机(SRM)转矩脉动过大的问题。将模糊逻辑与pi控制相结合形成模糊自适应pi控制策略,构成了SRM的调速系统,改善了SRM高度非线性难以用传统pi控制取得较好控制效果的问题。仿真结果表明,DITC方法能够有效地控制转矩,转矩波形明显优于传统控制方法的转矩波形,有效地抑制了转矩脉动。模糊自适应pi控制器对高非线性的SRM取得较好的控制效果,提高了系统动态响应,减小了超调量,稳定性强。

关键词：开关磁阻电机直接瞬时转矩控制模糊自适应pi控制转矩脉动

基于模糊自适应pi控制的无刷直流电机无级调速系统研究

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基于模糊自适应PI控制的无刷直流电机无级调速系统研究

作者：李聪南京农业大学

学位级别：硕士

无刷直流电机采用电子换相代替机械换相,既具有直流电机的良好调速性能,又具有交流电动机结构简单、运行可靠、使用寿命长、维护方便等优点,在国民经济的各个领域以及日常生活中都有广泛的应用。本文以无刷直流电机作为研究对象,根据无... 详细信息

无刷直流电机采用电子换相代替机械换相,既具有直流电机的良好调速性能,又具有交流电动机结构简单、运行可靠、使用寿命长、维护方便等优点,在国民经济的各个领域以及日常生活中都有广泛的应用。本文以无刷直流电机作为研究对象,根据无刷直流电机的结构及运行工作原理,详细分析了无刷直流电机的运行特性和转速调节原理,建立了无刷直流电机调速系统数学模型,深入研究了电机调速系统性能。由于对无刷直流电机调速系统的调速精度和鲁棒性要求越来越高,先进的控制算法在电机调速性能中的作用越来越重要。本文采用双闭环控制系统,外环为速度环,内环为电流环,速度环实现转速的抗干扰调节,从而使电机在稳态时无静差;电流环实现电流跟随、过流保护和抑制电压干扰。在控制策略上,针对传统piD控制对电机转速控制响应速度慢、控制精度低,以及电机调速系统负载或参数变化时很难达到预期效果等问题,提出了一种新型模糊自适应pi控制策略,既具有模糊控制的鲁棒性强、超调小、上升时间快、动态相应好的特点,又具有piD控制很好的动态跟踪品质和稳定精度的特点,以满足无刷直流电机无级调速系统的要求。随着微处理器的出现与发展,数字控制技术可使控制电路大为简化,并能提高系统的抗干扰能力、控制灵活性以及智能化程度。本文以TI公司的电机控制专用DSP芯片TMS320F2812作为无级调速系统的主控芯片,以模糊自适应pi作为控制算法,以IR2136为驱动芯片设计开发了无刷直流电机的无级调速系统的试验平台。设计了主电路、功率驱动电路、电压电流采样电路、位置检测电路、换相逻辑控制及按键显示等硬件电路。在DSP软件开发环境CCS下,根据模糊自适应pi控制策略,采用C语言编写程序。系统软件由主程序和中断子程序组成,主程序包括系统初始化和变量初始化等,服务子程序完成CAP捕获、逻辑换相、A/D转换、PWM产生、过流过压保护、按键设定及液晶显示等。同时,本系统运用Matlab/Simulink对电机无级调速系统进行了建模仿真。由于电机速度闭环控制是一个非线性的时变系统,应用常规控制算法无法满足控制要求,因此,速度环采用模糊自适应pi控制,电流环采用piD控制,系统分别对传统piD控制和模糊自适应pi控制算法进行了仿真研究,并对仿真结果对比分析,结果表明该系统响应速度快,无超调,抗干扰能力强,具有较高的控制品质。最后,系统在搭建的试验平台上进行了电机无级调速系统的试验,给出了PWM及转速试验波形,实验结果表明：基于模糊自适应pi控制策略的无刷直流电机无级调速系统具有明显的优越性,响应速度快,性能可靠,具有很好的应用价值。

关键词：无刷直流电机模糊自适应pi控制 DSP 无级调速系统

无源网络接入MMC-HVDC的模糊自适应pi控制策略研究

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无源网络接入MMC-HVDC的模糊自适应PI控制策略研究

作者：郑倩倩武汉大学

学位级别：硕士

在实际生活中,我们通常使用该地的柴油发电机或燃气轮机来为远离陆地的孤岛或者钻井平台等无源网络提供电能。但是此类发电机的输电效率通常不高,导致其构成供电系统的安全无法达到期望的效果。因此对于此类无源网络,通过大电网对无源... 详细信息

在实际生活中,我们通常使用该地的柴油发电机或燃气轮机来为远离陆地的孤岛或者钻井平台等无源网络提供电能。但是此类发电机的输电效率通常不高,导致其构成供电系统的安全无法达到期望的效果。因此对于此类无源网络,通过大电网对无源网络供电会是更安全可靠和经济性高的方式。基于模块化多电平的高压直流输电系统(MMC-HVDC)是一种新型的柔性直流输电方式,电压源换流器采用可关断器件可以实现自换相,这种结构的换流器兼具能够灵活操作和在高密度情况下输电等优点,可以很好的解决以上问题,所以采用电压源换流器十分适合向无源网络供电。本文首先阐述了课题背景、研究意义和国内外研究现状,与传统的两电平换流器和箝位型多电平换流器相比较,模块化多电平换流器(MMC)的技术性能更为理想,以及其功能特性上所有的诸多优势,使得MMC更加适合我国实际工程中的高压柔性直流输电系统。接着论文研究了 MMC-HVDC系统拓扑结构、运行机理、工作特性和控制方式,介绍了适用于MMC的调制方式,重点介绍了 NLM(最近电平逼近),并将NLM选为本文所适用的调制策略。其次建立了在保持交流电压稳定时的MMC-HVDC系统的数学模型,在此模型上研究了 MMC-HVDC系统的多种控制策略并且设计了相应的控制器,从换流站级控制策略和换流阀级控制策略两个方面进行研究,设计了接入无源网络的稳态运行时的控制策略,即接入无源网络侧MMC采用定交流电压控制和定频率控制,系统侧MMC采用定直流电压控制及定无功功率控制。然后详细研究了模糊控制的原理、结构和不同类型,并且对比了一般模糊控制和模糊自适应控制的区别,模糊自适应控制能够弥补一般模糊控制规则粗糙或者不够完善的缺陷。因此论文将模糊控制和pi控制两者结合设计了模糊自适应pi控制器,并将模糊自适应pi控制器应用于接入无源网络的MMC-HVDC逆变侧的外环控制器上。在PSCAD上搭建了基于模糊自适应pi控制的无源网络接入MMC-HVDC的系统模型,对稳态情况和故障情况下分别进行了仿真验证,最后的结果证明了本文提出的控制策略的有效性,使得无源网络接入MMC-HVDC后能够有良好的动态响应和抗干扰性,验证了对于系统整体性能的改进,模糊自适应pi控制器有很实际的可行性。

关键词：柔性直流输电模块化多电平换流器控制策略无源网络模糊自适应pi控制

AC-DC-AC类型电力电子变压器的模糊自适应pi控制

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太原科技大学学报 2017年第5期38卷 331-336页

作者：吕相沅赵志诚刘阳太原科技大学电子信息工程学院太原030024 国网山西省电力公司运城供电公司变电检修室山西运城044000

与传统电力变压器相比,电力电子变压器具有体积小、功率因数可控,输出电压恒定、故障隔离能力以及过电流保护等优点,使其得到了广泛的关注。电力电子变压器的控制策略是保证其安全稳定运行的重中之重。为了克服传统线性pi调节器的不足,... 详细信息

与传统电力变压器相比,电力电子变压器具有体积小、功率因数可控,输出电压恒定、故障隔离能力以及过电流保护等优点,使其得到了广泛的关注。电力电子变压器的控制策略是保证其安全稳定运行的重中之重。为了克服传统线性pi调节器的不足,提出了一种模糊自适应控制策略,建立了电力电子变压器的数学模型,分析了电力电子变压器各个组成部分的控制策略。给出了基于模糊自适应pi控制策略的控制结构,设计了隶属度函数、论域以及模糊规则。最终,仿真结果表明模糊自适应pi控制具有更好动态响应速度以及更强的抗扰动性能。

关键词：智能电网电力电子变压器模糊自适应pi控制电压定向矢量控制双PWM变换器

基于模糊自适应pi控制的无刷直流电机无级调速系统

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机电工程 2012年第1期29卷 49-52,73页

作者：李聪尹文庆冯学斌张祎南京农业大学工学院江苏南京210031

针对传统piD控制策略对电机转速控制响应速度慢、控制精度低,以及电机调速系统负载或参数变化时很难达到预期效果等问题,提出了新型模糊自适应pi控制策略,并对该策略在无刷直流电机调速系统中的应用进行了仿真研究;以TI公司的TMS320F281... 详细信息

针对传统piD控制策略对电机转速控制响应速度慢、控制精度低,以及电机调速系统负载或参数变化时很难达到预期效果等问题,提出了新型模糊自适应pi控制策略,并对该策略在无刷直流电机调速系统中的应用进行了仿真研究;以TI公司的TMS320F2812为主控芯片,IR2136为驱动芯片搭建了无刷直流电机无级调速系统的硬件平台。试验分析结果表明,模糊自适应pi控制策略能加快电机调速系统的响应速度,具有稳定性好、精度高、鲁棒性强等优点,并得到了良好的控制效果,具有较高的应用价值。

关键词：无刷直流电机模糊自适应pi控制数字信号处理器无级调速系统

基于模糊自适应pi控制的电梯调速系统仿真研究

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机电技术 2013年第3期36卷 135-136,143页

作者：陈泰潮福建省特种设备检验研究院福建福州350008

根据模糊自适应piD控制理论,对电梯变频调速矢量控制系统中的转速pi调节器进行优化设计,并应用电机矢量控制系统的仿真模型进行仿真分析。仿真结果表明,采用模糊自适应pi控制器的变频调速系统具有响应时间快、超调量小等优点。

关键词：变频调速模糊自适应pi控制电梯矢量控制系统 Simulink仿真