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面向永磁同步电机无传感器控制的二阶改进扩展状态观测器

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 1-8页

作者：刘思源刘凌西安交通大学电气工程学院西安710049

针对传统扩展状态观测器(extended states observer,ESO)为保证收敛性和提升系统动态性能而增大矫正项增益,进而加剧对于高频噪声敏感性的问题,提出了一种面向永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无位置传感器控制... 详细信息

针对传统扩展状态观测器(extended states observer,ESO)为保证收敛性和提升系统动态性能而增大矫正项增益,进而加剧对于高频噪声敏感性的问题,提出了一种面向永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无位置传感器控制的改进扩展状态观测器(improved ESO,IESO)。结合PMSM扩展反电动势全阶模型,将扩展反电动势作为ESO扩展的状态;通过将低阶动态方程的输出作为高阶动态方程的输入的方法设计IESO,从而有效降低矫正项增益,进而减小系统对高频噪声的敏感性;在矫正项中引入饱和函数以限制高增益观测器可能引入的峰值效应,并进行了收敛性分析。数值仿真结果表明:相较于传统线性ESO,采用IESO后,PMSM无传感器控制系统在电机启动、调速及突加负载时动态性能均有提升,误差最大值减小,同时收敛速度加快约25%;在测量电流加入0.5 A随机高频噪声后,传统方法收敛时间增加了约25%,转速误差最大值增大了约40%,而IESO并没有显著增加,同时相较于传统方法,IESO的角度误差高频噪声减小了约60%,因而IESO能够显著抑制系统高频噪声。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制二阶状态观测器高增益观测器高频噪声抑制

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基于多模式增量更新的短期光伏功率预测方法

太阳能学报 2024年第9期45卷 386-393页

作者：孙玉玺刘寅韬耿光超江全元浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江大学工程师学院杭州310015

针对传统短期预测模型在特殊天气下准确率低以及未考虑光伏运行环境后续变化的问题,提出一种基于多模式增量更新的短期光伏功率预测方法。在分析气象特征的基础上,根据历史情况预测广义天气类型,在日前根据预测天气类型制定相应的训练... 详细信息

针对传统短期预测模型在特殊天气下准确率低以及未考虑光伏运行环境后续变化的问题,提出一种基于多模式增量更新的短期光伏功率预测方法。在分析气象特征的基础上,根据历史情况预测广义天气类型,在日前根据预测天气类型制定相应的训练函数与数据增强方法,最后基于参数冻结技术对模型进行增量更新,提升了模型对特殊天气的刻画能力以及对后续环境的适应能力。在真实的光伏数据集上进行实验,结果证明该更新方法能有效提高预测准确性。

关键词：光伏发电功率预测神经网络天气分型增量更新

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新型双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制

太阳能学报 2024年第5期45卷 9-17页

作者：朱连成肖阳苏晓英金石陈晓红辽宁工业大学电气工程学院锦州121001 沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相... 详细信息

新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相绕组的电磁一致性,将功率绕组有功和无功功率滞环比较器输出值及控制绕组磁链扇区号综合,采用查找表得到控制绕组机侧变流器所需输出的电压空间矢量。通过定量对比研究12/8极50 kW样机控制系统阶跃信号作用下的特性仿真与实验结果,验证了所提双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制在亚同步~超同步速度变化范围内变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率与单位功率因数控制等方面的正确性、可行性和有效性。

关键词：无刷双馈发电机双定子背靠背笼障转子直接功率控制最大功率跟踪单位功率因数控制

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基于贝叶斯优化ResNet-BiLSTM的多电飞行器故障检测技术

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实验技术与管理 2024年第10期41卷 10-17页

作者：张建良季瑞松浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

针对多电飞行器在复杂运行模式下故障检测的精确性与实时性问题,开发了基于贝叶斯优化ResNet-BiLSTM模型的故障检测技术。首先设计以残差网络为核心的多层次特征提取模块,实现故障特征的多层次表达,以提升故障检测的实时性;接着构建以... 详细信息

针对多电飞行器在复杂运行模式下故障检测的精确性与实时性问题,开发了基于贝叶斯优化ResNet-BiLSTM模型的故障检测技术。首先设计以残差网络为核心的多层次特征提取模块,实现故障特征的多层次表达,以提升故障检测的实时性;接着构建以双向长短期记忆网络为核心的多尺度特征提取模块,获取长期依赖的故障特征信息,以提升故障检测的准确性;进而提出基于贝叶斯优化的超参数寻优方法,进一步提升故障特征的学习效果;最后,设计多电飞行器故障检测实验方案,并开展不同故障模式下的性能分析。结果表明,所提方法可有效实现多种故障模式下的故障诊断,并且检测准确率和实时性均优于现有方法,有助于提升多电飞行器故障检测性能,为飞行安全提供有力的技术保障。

关键词：多电飞行器故障检测残差网络 BiLSTM 贝叶斯优化

计及配电侧分布式电源的输配协同高收敛性最优潮流研究

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电力工程技术 2024年第4期43卷 36-44页

作者：陈一丰黄铭浩董树锋浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

在电力系统能源转型的背景下,充分利用配电侧分布式电源(distributed generation,DG)对于减少碳排放具有重要意义。而随着DG的广泛接入,输配电网之间存在双向功率流动,如果输电网和配电网仍然按照传统的等值方法进行最优潮流计算,将无... 详细信息

在电力系统能源转型的背景下,充分利用配电侧分布式电源(distributed generation,DG)对于减少碳排放具有重要意义。而随着DG的广泛接入,输配电网之间存在双向功率流动,如果输电网和配电网仍然按照传统的等值方法进行最优潮流计算,将无法获得精确结果。因此文中建立输配协同全局最优潮流优化模型,采用节点撕裂的方法解耦输配电网的耦合变量。在此基础上,通过数学推导得到模型的不动点迭代形式,考虑到传统的异构分解(heterogeneous decomposition,HGD)算法只利用最新的计算结果进行迭代计算,结合数学领域的安德森加速思想,利用历史迭代值对不动点迭代进行优化,提出基于安德森加速的HGD算法。经算例测试,该算法能充分利用配电侧DG。与其他算法进行对比,结果显示,该算法准确度高,收敛性能相较于HGD算法有显著提高。

关键词：输配协同最优潮流收敛性安德森加速分布式电源(DG) 不动点理论

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电力系统状态感知虚拟仿真实验设计

实验技术与管理 2024年第7期41卷 112-118页

作者：张建良季瑞松浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

针对传统电力系统状态感知实验中系统建设成本高、操作危险系数大、实验模式单一等问题,开发了电力系统状态感知虚拟仿真实验。具体地,设计了状态感知原理与实验准备模块、智能感知实验操作模块、实验考核和评价模块等实验内容,提出了... 详细信息

针对传统电力系统状态感知实验中系统建设成本高、操作危险系数大、实验模式单一等问题,开发了电力系统状态感知虚拟仿真实验。具体地,设计了状态感知原理与实验准备模块、智能感知实验操作模块、实验考核和评价模块等实验内容,提出了以目标成果导向为原则的实验评价考核方法,构建了与之相适应的虚拟仿真实验教学方法。实践表明,该虚拟实验突破了传统实验中电气设备高压操作和高危实验环境等限制,延伸了实验教学的时间和空间,有助于培养学生深入开展电力系统状态感知与分析的综合实践能力,提升了电力系统实验教学效果。

关键词：电力系统状态感知虚拟仿真实验教学评价考核

广义短路比在新能源多馈入配电系统中的适用性研究

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电力自动化设备 2024年第9期44卷 98-105页

作者：孙修锋余光正汤波辛焕海赵永光马骏超上海电力大学电气工程学院上海200090 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014

广义短路比指标计算简单且物理意义清晰,在主网下多馈入系统的小干扰稳定性评估中得到广泛的应用,但在多馈入配电系统中的适用性尚不明晰。为此,考虑了实际配电网与输电网的差异性,基于单馈入配电系统的特征方程探究了短路比与小干扰稳... 详细信息

广义短路比指标计算简单且物理意义清晰,在主网下多馈入系统的小干扰稳定性评估中得到广泛的应用,但在多馈入配电系统中的适用性尚不明晰。为此,考虑了实际配电网与输电网的差异性,基于单馈入配电系统的特征方程探究了短路比与小干扰稳定性之间的影响规律。构造了等效同构系统,并基于矩阵摄动理论严格证明了多馈入配电系统的主导特征函数与等效同构系统的主导特征函数满足一阶近似相等关系,从而实现了多馈入配电系统的简化与解耦。提出了适用于新能源多馈入配电系统的广义短路比指标,用以量化系统的小干扰稳定裕度,将广义短路比理论的应用范围拓展至配电系统。时域和频域仿真结果验证了所提分析方法的有效性。

关键词：小干扰稳定性多馈入配电系统广义短路比适用性

基于转矩跟踪电流误差校正的压缩机转速脉动抑制算法研究

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电机与控制学报 2024年第7期28卷 13-23页

作者：杨哲斌邓鎔峰张晓军杨家强古汤汤卓森庆浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 宁波奥克斯电气股份有限公司浙江宁波315191

针对空调用永磁压缩机在低频运行中存在转速脉动大、振动噪声高等问题,提出一种基于转矩跟踪电流误差校正的压缩机转速脉动抑制算法。首先对压缩机的周期性转速脉动进行分析,并根据转速脉动特性建立转速环控制系统模型。然后引入迭代学... 详细信息

针对空调用永磁压缩机在低频运行中存在转速脉动大、振动噪声高等问题,提出一种基于转矩跟踪电流误差校正的压缩机转速脉动抑制算法。首先对压缩机的周期性转速脉动进行分析,并根据转速脉动特性建立转速环控制系统模型。然后引入迭代学习算法,获得转矩跟踪电流,在此基础上,提出特征滤波函数,用来提取转矩跟踪电流基波分量,有效抑制特定次频率的转速脉动,同时引入转矩跟踪电流误差校正律,对转矩跟踪电流与参考交轴电流的误差进行校正,进一步获得前馈补偿电流,并施加到参考交轴电流中,可以消除传统迭代学习转矩跟踪电流存在的误差累积,跟踪性能好。最后,在空调压缩机实验平台上对算法进行验证,实验结果表明,所提算法可以显著抑制压缩机的转速脉动。

关键词：压缩机系统低频转速脉动特征滤波函数转矩跟踪电流误差校正律迭代学习

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伺服系统多轴协同控制技术综述

中国电机工程学报 2024年

作者：史婷娜王敢曹彦飞王志强浙江大学电气工程学院浙江大学先进电气装备创新中心

该文突破从耦合和非耦合两种协同控制方式进行分类的传统思路，首次围绕多轴伺服系统各个实施环节展开多角度的梳理和归纳，分别对其硬件架构、变流器拓扑、实时控制技术、多轴协同控制方式和多轴协同控制策略等角度进行多方位综述。创... 详细信息

该文突破从耦合和非耦合两种协同控制方式进行分类的传统思路，首次围绕多轴伺服系统各个实施环节展开多角度的梳理和归纳，分别对其硬件架构、变流器拓扑、实时控制技术、多轴协同控制方式和多轴协同控制策略等角度进行多方位综述。创新性地提出5种系统硬件架构归类方式；综合考虑和评估各变流电路拓扑结构在经济性、容错性、控制复杂度等方面的表现；聚焦芯片架构和网络总线，指出阻碍网络化多轴实时控制技术普及的难关；首次提出并行类和主从类两种耦合控制分类方法，从原理和结构上对多轴协同控制方式和协同控制策略及其改进措施进行深层次归纳；从多学科视角对多轴协同控制技术中尚存不足和难点进行探讨，对其未来发展方向进行展望。

关键词：多电机控制系统架构变流器拓扑实时控制技术协同控制方式协同控制策略