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基于自适应阻尼的虚拟同步发电机并离网控制

电子设计工程 2023年第15期31卷 157-162页

作者：卢栩舜朱金荣王磊南京工程学院电力工程学院江苏南京211167

由于可再生能源(RES)的迅速发展,虚拟同步发电机(VSG)技术受到广泛关注,其适用于RES参与发电时对变流器进行控制。为了提高VSG不同工况下的调频特性,先建立基于VSG的小信号模型,分析不同工况下控制方案的稳定性,得出并网运行和离网运行... 详细信息

由于可再生能源(RES)的迅速发展,虚拟同步发电机(VSG)技术受到广泛关注,其适用于RES参与发电时对变流器进行控制。为了提高VSG不同工况下的调频特性,先建立基于VSG的小信号模型,分析不同工况下控制方案的稳定性,得出并网运行和离网运行时VSG的阻尼最优值不同,并找出相应最优值,在此基础上,提出基于自适应阻尼的VSG控制方案,在并离网运行时,采用阻尼自适应调节,减小扰动下的频率波动;在并离网切换时,自动匹配相应阻尼最优值,实现阻尼自适应切换。仿真结果表明,相比于传统控制策略,该方法可有效提高VSG并离网运行时的调频特性和抗干扰能力,抑制并离网切换时的系统振荡,减小对电网的冲击。

关键词：虚拟同步发电机小信号模型自适应阻尼振荡抑制

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抑制虚拟同步发电机低频振荡的自适应阻尼控制算法策略

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电气应用 2020年第3期39卷 78-87页

作者：马成松赵耀刘庆飞杨帆上海电力学院电气工程学院上海200090 上海高校高效电能应用工程研究中心上海200090 上海国际机场股份有限公司上海201202

随着电力系统电力电子化的发展,以虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制策略为主的逆变器在电网中渗透率将越来越大。然而,传统电力系统中出现的低频振荡现象在虚拟同步发电机系统中未得到相应的研究。为了研究低频... 详细信息

随着电力系统电力电子化的发展,以虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制策略为主的逆变器在电网中渗透率将越来越大。然而,传统电力系统中出现的低频振荡现象在虚拟同步发电机系统中未得到相应的研究。为了研究低频振荡对虚拟同步发电机系统的影响,在详细分析VSG控制策略的基础上,对虚拟同步发电机系统中出现低频振荡的原因进行分析研究。通过分析低频振荡时功角特性的关系,提出一种自适应阻尼控制算法,能够自适应控制系统阻尼系数,抑制低频振荡。最后,以Matlab/Simulink为仿真实验平台,验证了VSG系统中低频振荡现象和所提算法的有效性。

关键词：虚拟同步发电机低频振荡功角特性阻尼系数自适应阻尼

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阻尼比连续可调的捷联惯性姿态测量系统内阻尼技术

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红外与激光工程 2017年第5期46卷 122-128页

作者：顾鹏飞王省书郑佳兴赵英伟国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

在自主导航状态下,捷联姿态测量系统存在的舒拉调谐等周期性误差可以通过内阻尼技术进行有效抑制。但是阻尼的加入破坏了系统的舒拉调谐条件,系统会受载体加速度的影响,产生新的姿态角误差。针对传统阻尼网络阻尼比固定的缺点,设计了一... 详细信息

在自主导航状态下,捷联姿态测量系统存在的舒拉调谐等周期性误差可以通过内阻尼技术进行有效抑制。但是阻尼的加入破坏了系统的舒拉调谐条件,系统会受载体加速度的影响,产生新的姿态角误差。针对传统阻尼网络阻尼比固定的缺点,设计了一种阻尼比可连续调节的阻尼网络,推导了载体加速度、阻尼比和姿态角误差三者之间的关系。为抑制系统在载体机动状态下产生的姿态角误差,提出了一种根据载体加速度大小实时调整系统阻尼比的自适应阻尼方案。仿真与实验结果均表明:设计的阻尼网络可有效抑制系统姿态角误差;自适应阻尼方案可有效降低载体在机动状态下阻尼对系统的不利影响,提高系统精度。

关键词：捷联姿态测量系统水平阻尼可调阻尼比自适应阻尼

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激光陀螺捷联姿态测量系统内阻尼技术研究

激光陀螺捷联姿态测量系统内阻尼技术研究

作者：顾鹏飞国防科学技术大学

学位级别：硕士

提高激光陀螺捷联姿态测量系统自主测量能力,对于提高舰船在战场中作战效能与生存能力具有重要意义。但是捷联姿态测量系统在自主导航解算状态下,系统中存在舒拉周期、傅科周期和地球周期振荡误差。内阻尼技术不依赖外部信息,抑制系统... 详细信息

提高激光陀螺捷联姿态测量系统自主测量能力,对于提高舰船在战场中作战效能与生存能力具有重要意义。但是捷联姿态测量系统在自主导航解算状态下,系统中存在舒拉周期、傅科周期和地球周期振荡误差。内阻尼技术不依赖外部信息,抑制系统中存在的周期振荡误差,能显著提高捷联姿态测量系统的自主测量精度。论文围绕捷联姿态测量系统内阻尼相关技术展开研究。主要研究内容如下:一、设计阻尼比可连续调节的水平阻尼网络。分析推导了捷联姿态测量系统的误差模型,根据控制理论中超前-滞后校正原理,设计了一种阻尼比可连续调节的水平阻尼网络。通过调整阻尼网络的校正系数改变系统阻尼比。由于捷联姿态测量系统是离散化系统,需要将阻尼网络离散化。使用双线性变换离散化阻尼网络,并将离散化的阻尼网络以差分方程的形式配置到系统的解算程序中。二、研究了内水平阻尼相关技术。设计FIR与IIR数字滤波器提取载体运动加速度,着重分析了数字滤波器的延时特性,并比较了几种数字滤波器的优缺点。通过分析系统误差模型,推导了载体运动加速度、阻尼比和系统姿态角误差之间的函数关系。根据载体运动加速度、阻尼比和系统姿态角误差三者间的关系,设计了三种形式的自适应控制环节,实现了自适应阻尼方案;并且确定了阻尼切换方案中的阻尼切换判据。最后,利用海上实验采集数据验证两种方案,并分析了两种方案的实用性。三、提出了离散化自补偿方案,抑制内阻尼切换超调误差,并通过仿真验证其有效性。根据阻尼网络的拉普拉斯变换,探究了阻尼切换超调误差产生机理。针对拉普拉斯变换中的初值问题,提出离散化自补偿方案,通过补偿切换时刻的载体速度抑制超调误差。最后,设计仿真实验,对比离散化自补偿方案与变阻尼方案抑制切换超调误差的效果。四、研究内全阻尼技术。分析方位阻尼衰减地球周期振荡误差原理。建立内全阻尼系统方程,推导了载体运动加速度到方位角误差的传递函数,并设计仿真实验验证二者间的关系。然后利用海上实验采集数据验证内全阻尼方案,分析了内全阻尼的局限性。最终确定了系统在无阻尼和内水平阻尼间切换的方案。

关键词：内阻尼捷联姿态测量系统自适应阻尼切换超调误差可调阻尼比

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广义近似消息传递算法的研究与应用

广义近似消息传递算法的研究与应用

作者：项璟燕山大学

学位级别：硕士

压缩重构是压缩感知领域一个重要的研究方向,广义近似消息传递(Generalize Approximate Message Passing,GAMP)是一种新型的压缩重构算法。相比于其他重构算法,GAMP算法具有高相变性能、低计算复杂度等优势,适用于任意输入、输出分布,... 详细信息

压缩重构是压缩感知领域一个重要的研究方向,广义近似消息传递(Generalize Approximate Message Passing,GAMP)是一种新型的压缩重构算法。相比于其他重构算法,GAMP算法具有高相变性能、低计算复杂度等优势,适用于任意输入、输出分布,能解决相位恢复等非线性压缩重构问题。该文对GAMP算法进行了研究,具体工作如下:首先,针对GAMP算法对于非零均值高斯随机测量矩阵易发散的问题,提出一种基于广义正交匹配追踪的GAMP算法。该算法通过追踪算法找到支撑集,进而利用GAMP算法进行重构。实验表明,该算法有效解决了GAMP算法发散的问题,使算法对于非零均值、列相干测量矩阵也能有效收敛,并且具有良好的抗噪性能。其次,将卡通纹理模型引入到基于GAMP的相位恢复(Compressive Phase Retrieval Algorithm via Generalize Approximate Message Passing,prGAMP)中,利用全变差和双树复数小波两种稀疏表示方法将图像分解为卡通成分和纹理成分,提出基于卡通纹理与GAMP的相位恢复算法。进而根据迭代次数影响算子性能的性质,提出基于卡通纹理与BM3D(Block Matching 3D,BM3D)双阶段的prGAMP算法。实验表明,该算法在时间相当的情况下具有更好的重构性能。最后,将自适应阻尼(damping)分别引入到基于卡通纹理与GAMP的相位恢复算法和双阶段prGAMP算法中,提出基于自适应阻尼的卡通纹理与GAMP的相位恢复算法及自适应阻尼的双阶段prGAMP算法。实验表明,上述算法以运行时间为代价显著提高了算法的重构性能。

关键词：广义近似消息传递卡通纹理自适应阻尼相位恢复匹配追踪