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双TCR支路型TCSC基波阻抗特性和控制策略仿真研究

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华北电力大学学报（自然科学版） 2012年第5期39卷 42-48页

作者：郝鑫杰戴朝波宋晓通李生虎李欣合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009 中国电力科学研究院北京100192

为了满足电力系统对特高压线路可控性和安全性的要求,可以在特高压线路上加装TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitor)。而特高压的高电压和大电流对TCSC造成了考验,即大幅度提高TCSC的额定电流时,流过晶闸管阀支路的电流随之增加... 详细信息

为了满足电力系统对特高压线路可控性和安全性的要求,可以在特高压线路上加装TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitor)。而特高压的高电压和大电流对TCSC造成了考验,即大幅度提高TCSC的额定电流时,流过晶闸管阀支路的电流随之增加,有可能超过晶闸管的通流能力极限。提出在单TCR(Thyristor Controlled Reactor)支路型TCSC结构上,再增加一条TCR支路实现对大电流分流。TCR支路增加了控制复杂性,首先由于阀控电抗器的制造误差、测量误差等的存在,会引起流过两条TCR支路电流不均流,严重时损坏阀体,故需要增加均流的控制措施;其次阻抗表是TCSC实现阻抗跟踪的基础,计及均流要求的阻抗解析算法复杂度高。在研究双TCR型TCSC基波阻抗特性的基础上,提出了求取阻抗表的简便方法。

关键词：双TCR支路型TCSC 基波阻抗特性阻抗跟踪均流控制

未知环境下机器人受限机械手PLC阻抗控制系统

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机械设计与制造 2022年第5期375卷 115-118页

作者：刘静周凤星武昌工学院湖北武汉420065 武汉科技大学湖北武汉430081

机械手作为能够自动定位控制且可重新编程的多功能机器人,为提高生产效率,提出未知环境下机器人受限机械手PLC阻抗控制系统。分析机械手组成结构,结合理想惯性、黏性阻尼与刚度矩阵,构建阻抗模型;选用西门子S7-200PLC可编程逻辑控制器,... 详细信息

机械手作为能够自动定位控制且可重新编程的多功能机器人,为提高生产效率,提出未知环境下机器人受限机械手PLC阻抗控制系统。分析机械手组成结构,结合理想惯性、黏性阻尼与刚度矩阵,构建阻抗模型;选用西门子S7-200PLC可编程逻辑控制器,明确其主要构成模块与优势;确定旋转编码器、光电传感器等控制系统主要硬件;建立物体空间坐标系,获取定向矩阵;结合协调控制思想,将物体与目标坐标系的六维位移通过空间平移、旋转、连接三种虚拟弹簧表示;计算各类弹簧的储存能量,分别得出弹簧形成的电机力矩,设置阻抗控制规律,针对控制策略设计软件控制程序,完成阻抗系统设计。仿真实验证明,该方法在未知环境下对阻抗具有良好的跟踪性能,能够实现稳定控制。

关键词：未知环境机械手可编程逻辑控制器阻抗跟踪控制系统

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电动并联轮足式机器人单腿阻抗控制研究

电动并联轮足式机器人单腿阻抗控制研究

作者：陈颖慧北京理工大学

学位级别：硕士

机器人足式运动过程中,不可避免与环境发生交互作用,尤其在复杂地形中,障碍物不可预测接触、地面松软程度不同、摆动腿落地冲击等因素,造成机器人位姿不稳定。所以要实现机器人的稳定行走,必须对机器人进行柔顺性控制,使机器人对环境表... 详细信息

机器人足式运动过程中,不可避免与环境发生交互作用,尤其在复杂地形中,障碍物不可预测接触、地面松软程度不同、摆动腿落地冲击等因素,造成机器人位姿不稳定。所以要实现机器人的稳定行走,必须对机器人进行柔顺性控制,使机器人对环境表现出一定的柔顺性。本文以实验室的电动并联轮足式机器人为研究对象,针对机器人在足式运动过程中的柔顺性控制问题进行深入研究,以提高机器人对复杂地形的适应能力。具体研究工作如下:首先,对比分析了不同的主动柔顺控制方法,确定将基于位置的阻抗控制策略应用于机器人腿部柔顺性控制。位置型阻抗控制的阻抗跟踪性能受位置内环的影响较大,针对位置闭环带宽有限而造成的系统对目标阻抗模型跟踪效果差的问题,论文提出了逆位置环补偿策略以提高系统阻抗跟踪性能,通过目标阻抗跟踪实验验证了这种方法的有效性。为进一步改善系统的触地性能,论文将常规的二阶质量-阻尼-弹簧系统由整数阶向分数阶拓展,提出了基于分数阶微积分的目标阻抗模型。为在仿真和实际中应用分数阶阻抗控制器,论文对分数阶控制器进行了数值实现。同时,对分数阶阻抗控制器进行稳定性分析,给出了使目标阻抗模型稳定的阶次范围。为验证分数阶阻抗控制器的有效性,论文利用Adams软件建立电动缸执行机构和机器人单腿的动力学模型,通过Matlab-Adams仿真,验证了分数阶阻抗控制器可以实现更好的接触性能。最后,搭建以PC104控制器和Maltab/Simulink实时控制模块为核心的实验平台,对本文提出的阻抗控制算法进行了实验验证,通过安装在足端的力传感器来考核机器人足端触地过程中的柔顺性表现。

关键词：轮足式机器人阻抗控制柔顺性控制阻抗跟踪分数阶

多SVC斜率优化和双TCR型TCSC稳态阻抗特性仿真研究

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多SVC斜率优化和双TCR型TCSC稳态阻抗特性仿真研究

作者：郝鑫杰合肥工业大学

学位级别：硕士

柔性交流输电设备(FACTS)可用于潮流控制、无功补偿、提高输送容量、提高稳定水平、抑制低频振荡等。上述期望功能的实现，取决于控制器性能、FACTS间协调配合。作为变阻抗型FACTS设备的两个代表，静止无功补偿器(SVC)和晶控串联补偿器(... 详细信息

柔性交流输电设备(FACTS)可用于潮流控制、无功补偿、提高输送容量、提高稳定水平、抑制低频振荡等。上述期望功能的实现，取决于控制器性能、FACTS间协调配合。作为变阻抗型FACTS设备的两个代表，静止无功补偿器(SVC)和晶控串联补偿器(TCSC)在各国电网得到广泛应用。本文分别从FACTS设备控制的不同层次进行研究。对于SVC，关注其上层控制系统，协调多个SVC电压控制效果。对于TCSC，关注其中层控制系统，为了满足特高压线路大电流要求，可以在单条晶控电抗器(TCR)型TCSC基础上，再增加一条TCR，组成双TCR型TCSC结构。本文具体研究内容如下：(1)分析了SVC下垂特性对电压控制的作用，根据容量和可用裕度，采用时域仿真的方法对多个SVC斜率进行协调整定，总结控制器参数协调规律，控制无功输出。检验了不同位置点故障和载荷程度下协调控制效果。(2)建立双TCR型TCSC时域模型，搭建其电磁暂态模型。研究双TCR型TCSC电路特点，量化触发角变化对支路电流和基波阻抗的影响，为实施中层阻抗跟踪控制制定了阻抗表。(3)根据不同控制变量设计多种控制策略，完成阻抗跟踪和均流控制的功能。搭建双TCR型TCSC阻抗跟踪模型，分析不同控制策略的阻抗阶跃曲线特点，用于改进控制策略。通过阻抗阶跃响应指标(包括上升时间，下降时间，超调量等)的比较，推荐最优控制方案。对阻抗跟踪效果最好的控制策略，进行了详细仿真研究。

关键词： SVC 协调控制 TCSC 双TCR 阻抗跟踪均流控制

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统一潮流控制器串联变换器的控制与应用

统一潮流控制器串联变换器的控制与应用

作者：蔡松华中科技大学

学位级别：硕士

世界范围内大型电网的联网运行,已经成为世界各国现代电力系统的发展趋势。统一潮流控制器(UPFC)是极为灵活且功能强大的FACTS装置,可以同时对输电线路上的有功、无功潮流和总线电压进行控制。UPFC串联变换器是UPFC装置实现潮流控制的... 详细信息

世界范围内大型电网的联网运行,已经成为世界各国现代电力系统的发展趋势。统一潮流控制器(UPFC)是极为灵活且功能强大的FACTS装置,可以同时对输电线路上的有功、无功潮流和总线电压进行控制。UPFC串联变换器是UPFC装置实现潮流控制的关键。本文讨论并建立了UPFC并联侧稳压控制模型和串联侧交叉耦合与交叉解耦控制模型,通过仿真分析和实验波形,验证了UPFC串联侧交叉耦合与交叉解耦控制策略的潮流调节效果。本文通过仿真分析和实验结果也验证UPFC串联变换器除潮流控制外的另外两项控制功能,动态电压控制(DVR)和模拟线路阻抗。针对交叉耦合控制潮流调节速度较慢的缺点,本文引入了模糊自适应控制,该方法能够根据误差和误差变化率对PI参数进行在线修正。仿真和实验结果证实,引入模糊PI自适应控制后能够明显加快交叉耦合控制的潮流调节速度。针对交叉解耦控制鲁棒性较差的缺点,本文分别采用阻抗跟踪法和模糊PI自适应控制两种方法。其中阻抗跟踪法通过在线计算线路阻抗值得到功率外环实时反馈系数,模糊自适应控制在功率外环的PI控制器中采用灵活的PI参数,两种方法都能部分改善交叉解耦的鲁棒性。通过仿真分析验证了这两种方法的有效性,并比较了两种方法各自的优劣。本文课题组在动态模拟实验室单机无穷大实验系统中,完成了UPFC实验装置的稳态实验,并对双回路系统中的潮流环流问题进行了讨论。本文也对UPFC装置在暂态响应中抑制动模系统的系统振荡的功能进行了仿真分析。

关键词：统一潮流控制器串联变换器交叉耦合交叉解耦模糊控制阻抗跟踪动态模拟系统

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蓄电池电量监测新技术

电源世界 2006年第4期 32-34页

作者：刘帅王亚君王宏利辽宁工学院锦州121001

为了准确了解以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量,在分析目前一些电池剩余电量计算方法的基础上,提出了一种利用阻抗跟踪技术的单芯片监测电池剩余电量方案。在实际设计中采用了TI公司的bq20280芯片,它能够在电池整个寿命周期... 详细信息

为了准确了解以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量,在分析目前一些电池剩余电量计算方法的基础上,提出了一种利用阻抗跟踪技术的单芯片监测电池剩余电量方案。在实际设计中采用了TI公司的bq20280芯片,它能够在电池整个寿命周期内以高达99%的精确度计算电池组的剩余电量。在电池组处于静止状态时,通过在相应的温度下关联电池组的空载电压和充电状态可以分析出准确的电荷状态。

关键词：剩余电量阻抗跟踪 bq20280芯片

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蓄电池电量监测新技术

辽宁工学院学报 2005年第5期25卷 292-295页

作者：刘帅宁武王宏利辽宁工学院信息科学与工程学院辽宁锦州121001

为准确了解以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量,在分析目前一些电池剩余电量计算方法的基础上,提出了一种利用阻抗跟踪技术的单芯片监测电池剩余电量方案。在实际设计方案中采用了T I公司的bq20z80芯片,能够在电池整个寿命周... 详细信息

为准确了解以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量,在分析目前一些电池剩余电量计算方法的基础上,提出了一种利用阻抗跟踪技术的单芯片监测电池剩余电量方案。在实际设计方案中采用了T I公司的bq20z80芯片,能够在电池整个寿命周期内以高达99%的精确度计算电池组的剩余电量。在电池组处于静止状态时,通过在相应的温度下关联电池组的空载电压和充电状态可以分析出准确的电荷状态。

关键词：剩余电量阻抗跟踪 bq20z80