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直流微电网基于等价输入干扰的自适应无源控制

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高电压技术 2019年第1期45卷 236-242页

作者：杨帆张峰毓李东东上海电力学院电气工程学院上海200090

针对直流微电网孤岛运行时,线路阻抗的不确定性和故障等作用致使控制器输出受系统参数突变的问题,提出了一种基于等价输入干扰的自适应无源控制方法(EID-APBC)。首先采用强跟踪滤波器在线估计出由不确定系统参数变化所引起的控制器等价... 详细信息

针对直流微电网孤岛运行时,线路阻抗的不确定性和故障等作用致使控制器输出受系统参数突变的问题,提出了一种基于等价输入干扰的自适应无源控制方法(EID-APBC)。首先采用强跟踪滤波器在线估计出由不确定系统参数变化所引起的控制器等价输入干扰,然后由前馈补偿器对控制器的控制量进行修正补偿,最终消除直流微电网稳定域内的稳态控制误差。仿真结果表明,当系统参数发生变化时,直流微电网母线电压仍能保持在期望的参考值。EID-APBC控制的直流微电网在系统稳定域内具有良好的鲁棒性和控制性能。

关键词：直流微电网强跟踪滤波器等价输入干扰自适应无源控制鲁棒性抗干扰性

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多端高压直流输电系统自适应无源控制

控制理论与应用 2017年第5期34卷 637-647页

作者：杨博黄琳妮张孝顺余涛昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500 华南理工大学电力学院广东广州510640

本文提出了一种基于扰动观测器的自适应无源控制(perturbation observer-based adaptive passive control,POAPC),并将其用于增加电压源型多端高压直流输电系统(voltage source converter-based multi-terminal high voltage direct current,VSC–MTDC)的阻尼.首先定义一个扰动项,其包含多端口间的相互作用、未建模动态和未知时变外界干扰的综合效应.之后扩展一个虚拟状态来表征该扰动项,进而设计一个扰动观测器对其进行快速在线估计.该方法通过无源化向每个端口注入附加阻尼以改善系统暂态响应,并且不需要精确的系统模型或全局状态测量.基于四端VSC–MTDC系统的4种算例表明:与传统PI控制、无源控制以及基于扰动观察器的滑动模态控制相比,POAPC由于不需要精确系统模型及全局状态测量而具有更高的应用灵活性;在各种运行条件下通过有效减少有功功率P_1和无功功率Q_1控制误差和超调量来获得更优的控制性能;在系统参数不确定场景下将有功功率P_2的峰值变化从11%减少至接近0,鲁棒性更强.

关键词：自适应无源控制扰动观测器阻尼系统多端高压直流输电系统系统

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充液航天器大角度机动自适应无源控制

空间科学学报 2020年第3期40卷 408-418页

作者：王宏伟宋晓娟李长杰内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051

研究了基于自适应无源控制的三轴稳定充液航天器大角度姿态机动问题.将液体晃动等效为黏性球摆模型,利用动量矩守恒定理推导出充液航天器耦合动力学方程.针对陀螺故障及无陀螺配置导致航天器姿态无角速度测量的情况,同时考虑存在外部未... 详细信息

研究了基于自适应无源控制的三轴稳定充液航天器大角度姿态机动问题.将液体晃动等效为黏性球摆模型,利用动量矩守恒定理推导出充液航天器耦合动力学方程.针对陀螺故障及无陀螺配置导致航天器姿态无角速度测量的情况,同时考虑存在外部未知干扰、转动惯量不确定性以及液体晃动位移不可测量的特性,设计自适应输出反馈无源控制,其中自适应更新律用于补偿外部未知干扰和估计液体晃动的位移变量.利用Lyapunov方法和LaSalle不变引理,证明该控制律不但可以保证闭环系统渐进稳定,而且可以保证二个期望平衡位置均达到稳定.仿真结果验证了本文控制方法的有效性.

关键词：充液航天器姿态机动液体晃动自适应无源控制

燃料电池EIS检测中DC/DC的自适应无源控制

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电力电子技术 2019年第3期53卷 125-128页

作者：张金凡张立炎陈启宏龙容武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 华中农业大学理学院湖北武汉430070

通过对DC/DC变换器输出纹波进行调试,将纹波电流引入燃料电池并进行分析,得到燃料电池电化学阻抗谱(EIS),但这种方法对DC/DC控制器的快速性和稳定性提出了很高的要求。提出了一种稳定性高、抗扰动能力强的自适应无源控制策略,首先建立Bo... 详细信息

通过对DC/DC变换器输出纹波进行调试,将纹波电流引入燃料电池并进行分析,得到燃料电池电化学阻抗谱(EIS),但这种方法对DC/DC控制器的快速性和稳定性提出了很高的要求。提出了一种稳定性高、抗扰动能力强的自适应无源控制策略,首先建立Boost电路模型,通过推导出对应的欧拉-拉格朗日方程,并证明该DC/DC变换器的无源性;定义电路模型的能量函数,设计无源控制的控制策略,然后通过参数估计方程,实现对负载导纳的参数估计,完成自适应无源控制器的设计。最后通过对实验结果的分析,验证了自适应无源控制的可行性和有效性。

关键词：变换器电化学阻抗谱自适应无源控制

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空间机器人自适应无源控制技术研究

东南大学学报（自然科学版） 2000年第5期30卷 51-55页

作者：田小峰宋爱国黄惟一东南大学仪器科学与工程系南京210096

建立了力觉临场感空间机器人的等效二端口网络模型 ,给出了定量分析系统透明性的方法 ,分析了通信时延对力觉临场感空间机器人无源性和透明性的影响 ,提出了一种基于有源阻抗匹配的自适应无源控制方法 ,这种方法能够保证整个系统在时延... 详细信息

建立了力觉临场感空间机器人的等效二端口网络模型 ,给出了定量分析系统透明性的方法 ,分析了通信时延对力觉临场感空间机器人无源性和透明性的影响 ,提出了一种基于有源阻抗匹配的自适应无源控制方法 ,这种方法能够保证整个系统在时延下的稳定性和良好的透明性 .

关键词：力觉临场感空间机器人无源性透明性时延自适应无源控制

燃料电池内阻检测中DC/DC变换器的自适应无源控制研究

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燃料电池内阻检测中DC/DC变换器的自适应无源控制研究

作者：张金凡武汉理工大学

学位级别：硕士

燃料电池内阻检测技术是燃料电池在汽车领域应用的关键。近几年,基于DC/DC纹波调制的内阻检测方法受到了国内外学者的广泛关注,但常规控制策略跟踪性能和稳定性能较差,无法准确跟踪高频信号,导致内阻检测结果误差较大。因此,本文提出了... 详细信息

燃料电池内阻检测技术是燃料电池在汽车领域应用的关键。近几年,基于DC/DC纹波调制的内阻检测方法受到了国内外学者的广泛关注,但常规控制策略跟踪性能和稳定性能较差,无法准确跟踪高频信号,导致内阻检测结果误差较大。因此,本文提出了自适应无源控制作为内阻检测系统中DC/DC变换器的控制策略。相对于常规控制和传统无源控制,提高了DC/DC变换器的跟踪能力和自适应能力,更符合负载频繁变动的使用情况。主要研究内容如下:对内阻检测系统中各环节的方案进行分析,设计系统整体检测方案。从内阻检测需求出发,选择Boost电路作为主电路结构。为提高检测效率和控制精度,选择三角波作为调制信号。最后设计了燃料电池内阻检测整体方案。从系统的欧拉-拉格朗日（EL）数学模型的角度,推导了DC/DC变换器的无源控制模型。对燃料电池内阻检测系统的DC/DC变换器的工作原理进行分析,建立了DC/DC变换器的EL数学模型。同时利用线性化的思想,推导DC/DC变换器的小信号交流模型,并利用小信号模型对DC/DC变换器进行稳定性分析。提出了DC/DC变换器的自适应无源控制策略,弥补了常规控制对高频信号跟踪能力的不足。通过向系统耗散能量中注入阻尼的方法,提高了能量函数收敛速度。利用线性估计矩阵对控制器中负载参数进行在线估计,提高了无源控制的自适应能力。并通过仿真与常规控制进行对比,验证了自适应无源控制在内阻检测中的可行性和优越性。搭建实物平台,对内阻检测方案和自适应无源器进行实验验证。通过实物平台进行了自适应无源控制的切载实验和燃料电池内阻EIS检测的对比实验。分析实验结果证明了内阻检测方案的可行性。同时证实了在内阻检测系统中,自适应无源控制相较于常规控制EIS曲线拟合结果更准确,说明了自适应无源控制在内阻检测领域的优越性。

关键词：燃料电池内阻检测 DC/DC变换器自适应无源控制