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基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的永磁同步电机双闭环预测控制方案设计与实现
1
作者
张彪
潘红光
+1 位作者
赵应华
王东亮
《河南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第6期182-190,共9页
目的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的动态响应和抗干扰性能需要进一步提高。方法提出基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的双闭环预测控制方案。首先,在双闭环预测控制的基础上,为了利用历史电...
目的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的动态响应和抗干扰性能需要进一步提高。方法提出基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的双闭环预测控制方案。首先,在双闭环预测控制的基础上,为了利用历史电流数据更精确地预测PMSM的d,q轴参考电流,将灰色预测模型引入电流内环,提高电流的动态响应性能;其次,在速度外环中设计降阶Luenberger观测器对负载转矩进行观测并作出补偿控制,减少系统动态响应时间和受到干扰后的恢复时间;最后,分别通过仿真与实验对所提方案进行验证。结果结果表明,电机采用传统的双闭环预测控制方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.3 s左右,对电机突加6 N·m的负载转矩时,电机转速下降,最大转速波动为100 r/min,转速恢复时间为0.4 s,之后平稳运行,A相电流THD=27.59%;电机采用所提方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.18 s左右,对电机突加6 N·m的负载时,电机转速下降,最大转速波动为65 r/min,转速恢复时间为0.2 s,之后平稳运行,A相电流THD=19.35%。结论永磁同步电机采用改进双闭环预测控制方案时,空载启动时间更短;突加负载时,受到的转速波动更小,转速恢复速度更快;电流扰动更小,具有更快的动态响应性能、更强的抗扰动能力和更好的电流控制性能。
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关键词
永磁同步电机
双闭环预测控制
灰色
预测
模型
降阶Luenberger观测器
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职称材料
DAB储能变换器双闭环模型预测控制与PI补偿控制策略研究
被引量：
3
2
作者
陈桂涛
宋晨飞
+2 位作者
刘飞飞
黄伯雄
孙向东
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1-9,共9页
针对直流微电网中分布式电源输入输出功率不稳定造成的直流母线电压波动问题,鉴于双有源桥(DAB)储能变换器具有能量双向流动的特点,提出一种基于内模原理的双闭环模型预测控制策略。在分析DAB变换器扩展移相调制原理与特性基础上,重点...
针对直流微电网中分布式电源输入输出功率不稳定造成的直流母线电压波动问题,鉴于双有源桥(DAB)储能变换器具有能量双向流动的特点,提出一种基于内模原理的双闭环模型预测控制策略。在分析DAB变换器扩展移相调制原理与特性基础上,重点研究电压外环和电流内环的模型预测控制策略。针对模型预测控制性能依赖电路参数准确度问题,分别从电路主要参数失配对功率传输和直流母线稳压的影响两个角度出发,深入分析模型参数敏感度。最终设置直流母线电压稳态误差灵敏度区,在误差灵敏度区外仅采用双闭环模型预测控制以保证系统的动态响应性能,在误差灵敏度区内采用双闭环模型预测控制和PI补偿控制以消除系统稳态误差。搭建实验平台进行实验验证,结果表明:在系统受到扰动时,DAB储能变换器可实现快速地充放电对系统进行补偿,混合控制策略可快速保持母线电压的稳定,实现系统功率均衡,增强系统抗扰能力。
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关键词
微电网
变换器
直流母线电压波动
双
有源桥
扩展移相
双
闭环
模型
预测
控制
PI补偿
控制
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职称材料
题名
基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的永磁同步电机双闭环预测控制方案设计与实现
1
作者
张彪
潘红光
赵应华
王东亮
机构
国能榆林能源有限责任公司青龙寺煤矿分公司
西安科技大学电气与控制工程学院
出处
《河南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第6期182-190,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(61603295)。
文摘
目的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的动态响应和抗干扰性能需要进一步提高。方法提出基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的双闭环预测控制方案。首先,在双闭环预测控制的基础上,为了利用历史电流数据更精确地预测PMSM的d,q轴参考电流,将灰色预测模型引入电流内环,提高电流的动态响应性能;其次,在速度外环中设计降阶Luenberger观测器对负载转矩进行观测并作出补偿控制,减少系统动态响应时间和受到干扰后的恢复时间;最后,分别通过仿真与实验对所提方案进行验证。结果结果表明,电机采用传统的双闭环预测控制方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.3 s左右,对电机突加6 N·m的负载转矩时,电机转速下降,最大转速波动为100 r/min,转速恢复时间为0.4 s,之后平稳运行,A相电流THD=27.59%;电机采用所提方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.18 s左右,对电机突加6 N·m的负载时,电机转速下降,最大转速波动为65 r/min,转速恢复时间为0.2 s,之后平稳运行,A相电流THD=19.35%。结论永磁同步电机采用改进双闭环预测控制方案时,空载启动时间更短;突加负载时,受到的转速波动更小,转速恢复速度更快;电流扰动更小,具有更快的动态响应性能、更强的抗扰动能力和更好的电流控制性能。
关键词
永磁同步电机
双闭环预测控制
灰色
预测
模型
降阶Luenberger观测器
Keywords
permanent magnet synchronous motor
double closed-loop predictive control
grey prediction model
reduced-order Luenberger observer
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
DAB储能变换器双闭环模型预测控制与PI补偿控制策略研究
被引量：
3
2
作者
陈桂涛
宋晨飞
刘飞飞
黄伯雄
孙向东
机构
西安理工大学电气工程学院
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金(51577155)
西安理工大学博士启动金(103-451119007)。
文摘
针对直流微电网中分布式电源输入输出功率不稳定造成的直流母线电压波动问题,鉴于双有源桥(DAB)储能变换器具有能量双向流动的特点,提出一种基于内模原理的双闭环模型预测控制策略。在分析DAB变换器扩展移相调制原理与特性基础上,重点研究电压外环和电流内环的模型预测控制策略。针对模型预测控制性能依赖电路参数准确度问题,分别从电路主要参数失配对功率传输和直流母线稳压的影响两个角度出发,深入分析模型参数敏感度。最终设置直流母线电压稳态误差灵敏度区,在误差灵敏度区外仅采用双闭环模型预测控制以保证系统的动态响应性能,在误差灵敏度区内采用双闭环模型预测控制和PI补偿控制以消除系统稳态误差。搭建实验平台进行实验验证,结果表明:在系统受到扰动时,DAB储能变换器可实现快速地充放电对系统进行补偿,混合控制策略可快速保持母线电压的稳定,实现系统功率均衡,增强系统抗扰能力。
关键词
微电网
变换器
直流母线电压波动
双
有源桥
扩展移相
双
闭环
模型
预测
控制
PI补偿
控制
Keywords
microgrid
converter
DC-bus voltage fluctuation
dual active bridge
extended phase shift
double closed-loop model predictive control
PI compensation control
分类号
TM464 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的永磁同步电机双闭环预测控制方案设计与实现
张彪
潘红光
赵应华
王东亮
《河南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
DAB储能变换器双闭环模型预测控制与PI补偿控制策略研究
陈桂涛
宋晨飞
刘飞飞
黄伯雄
孙向东
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
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