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双三相永磁同步发电机扩展虚拟矢量模型预测电流控制
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作者 许德志 王凤洋 +1 位作者 和阳 王少卿 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期28-39,共12页
模型预测控制因其原理简单、响应速度快以及处理非线性约束方便等优势,广泛应用于多相电机控制系统。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素引起的谐波电流,特别是映射到谐波子空间的谐波电流会增加系统损耗,影... 模型预测控制因其原理简单、响应速度快以及处理非线性约束方便等优势,广泛应用于多相电机控制系统。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素引起的谐波电流,特别是映射到谐波子空间的谐波电流会增加系统损耗,影响发电系统性能。为抑制双三相永磁同步发电机定子绕组中的谐波电流,在现有的十二虚拟矢量的基础上进一步扩展,虽然增加了控制集中候选电压矢量的数量,但运算量并未增大。所提扩展虚拟矢量模型预测电流控制不仅可以有效减少定子电流谐波,而且可以提高发电系统运行性能。最后,通过试验验证了所提控制策略的可行性和优越性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 谐波抑制 模型预测电流控制 扩展矢量
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大型同步发电机定子分支电势对位移电压的影响
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作者 张琦雪 司雨欣 +2 位作者 桂林 李华忠 王凯 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第7期212-217,共6页
大型同步发电机正常运行时如果有明显的位移电压,则会扩大基波零序电压保护的死区,不利于发电机安全,同时也影响定子接地故障的准确定位。通过分析稳态的分布电容电流,引出电势不对称度的定义,三相分支电势不对称或者三相对地电容不均... 大型同步发电机正常运行时如果有明显的位移电压,则会扩大基波零序电压保护的死区,不利于发电机安全,同时也影响定子接地故障的准确定位。通过分析稳态的分布电容电流,引出电势不对称度的定义,三相分支电势不对称或者三相对地电容不均匀、不相等是产生位移电压的根本原因。从单根线棒出发,研究单个线圈及1个分支的电容电流,推导出π型等值电路的准分布电容参数模型。针对JH电厂350 MW发电机进行分析,三相分支电势不对称导致了位移电压;对比理论计算值和现场实测值,显示各电压基波有效值相对误差不超过5%,相位误差不超过5°,验证了理论分析及等值电路的有效性。 展开更多
关键词 大型同步发电机 中性点位移电压 准分布电容参数模型 定子单相接地故障 定子分支电势 π型等值电路
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电励磁双凸极发电机的非线性模型 被引量:44
3
作者 王莉 孟小利 +1 位作者 曹小庆 严仰光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第10期137-143,共7页
电励磁双凸极发电机是一种新型的交流无刷电机,结构简单,可靠性高,在汽车和飞机发电领域有着广阔应用前景。但其磁链和电感均为激磁电流、相电流、转子位置的非线性函数无法采用常规的方法建立精确的数学模型。该文采用二维电磁场有限... 电励磁双凸极发电机是一种新型的交流无刷电机,结构简单,可靠性高,在汽车和飞机发电领域有着广阔应用前景。但其磁链和电感均为激磁电流、相电流、转子位置的非线性函数无法采用常规的方法建立精确的数学模型。该文采用二维电磁场有限元法对一台12/8极电励磁双凸极发电机进行了精确分析计算,得到了电机的静态特性;利用模糊神经网络的非线性逼近能力,尝试建立了双凸极电励磁发电机的模糊神经网络非线性模型,获得了很高的模型精度,并将仿真分析结果与实验结果进行了对比,验证了所建模型的精确性、有效性及方法的可行性,为飞机直流发电系统的设计、分析建立了基础。 展开更多
关键词 电励磁双凸极发电机 非线性模型 静态特性 数学模型 模糊神经网络
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同步发电机励磁非线性预测控制 被引量:22
4
作者 梁志珊 张化光 +1 位作者 王红月 聂宏展 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第12期52-56,共5页
介绍了一种新的非线性控制器设计方法 :使用预测控制理论对非线性系统进行控制 ,并将这种方法应用于单机 无穷大系统励磁控制。得到了一种以有功功率、角速度和机端电压作为变量的非线性系统的控制规律。仿真结果表明 :该方法既能改善... 介绍了一种新的非线性控制器设计方法 :使用预测控制理论对非线性系统进行控制 ,并将这种方法应用于单机 无穷大系统励磁控制。得到了一种以有功功率、角速度和机端电压作为变量的非线性系统的控制规律。仿真结果表明 :该方法既能改善功角稳定性 ,又能改善发电机端电压的动态特性 ,比目前认为较好的微分几何等方法更有效、更实用。 展开更多
关键词 同步发电机 励磁控制 非线性预测控制 电力系统
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基于非线性扰动补偿的超局部无模型永磁同步电机电流预测控制 被引量:3
5
作者 陈桂明 许令亮 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1129-1140,共12页
在电机运转过程中,电机参数会发生变化,产生参数漂移,同时电机会受到内外部未知扰动,导致控制性能下降,抗干扰性和鲁棒性较差。为解决这些问题,提出非线性扰动补偿的超局部无模型电流预测控制方法。只利用电流环的输入和输出,建立超局... 在电机运转过程中,电机参数会发生变化,产生参数漂移,同时电机会受到内外部未知扰动,导致控制性能下降,抗干扰性和鲁棒性较差。为解决这些问题,提出非线性扰动补偿的超局部无模型电流预测控制方法。只利用电流环的输入和输出,建立超局部无模型电流预测控制模型,不涉及任何电机参数,解决了因参数变化导致的模型失配问题。针对系统总扰动,建立非线性扰动补偿模型,能够较为准确和稳定地估计系统总扰动,并进行前馈补偿,实时更新控制信息,仅需调节两个控制参数。为防止产生较大的电流,建立电流限幅控制,提高电机控制性能。仿真和实验结果表明,提出的控制方法对于参数变化和外部扰动,具有较强的鲁棒性、抗干扰能力,能够实现较快的动态响应,减小电流纹波,降低电流静差,获得较优的电流环动静态性能;抑制转速脉动和超调量,稳定跟踪额定转速,有利于电机的平稳运行。 展开更多
关键词 永磁同步电机 超局部 模型电流预测控制 电流限幅 非线性扰动补偿
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基于三维非线性电感模型电励磁双凸极发电机系统建模的研究 被引量:20
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作者 张乐 周波 方斯琛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第23期126-132,共7页
电励磁双凸极发电机是一种应用前景看好的新型交流无刷电机,它以其独特的结构和优良的电气性能在飞机、车辆等领域有广阔的应用前景。目前国内外对它的研究大多基于分段线性电感模型,为了更准确地反映双凸极发电机的电磁特性,提出了一... 电励磁双凸极发电机是一种应用前景看好的新型交流无刷电机,它以其独特的结构和优良的电气性能在飞机、车辆等领域有广阔的应用前景。目前国内外对它的研究大多基于分段线性电感模型,为了更准确地反映双凸极发电机的电磁特性,提出了一种新的构造三维非线性电感模型的方法,并在此基础上建立了整个电机系统的Matlab模型。以30kW、12/8极电励磁双凸极发电机为例,进行了仿真与实验比较,验证了此模型能够较好地反映双凸极电机实际工作特性,为双凸极电机系统的分析与设计提供了有力的工具。 展开更多
关键词 电励磁敝凸极发电机 电机 理想线性模型 非线性模型 三维
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基于非线性时间延迟扰动估计的永磁同步直线电机无模型鲁棒位置跟踪控制 被引量:3
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作者 王立俊 赵吉文 +1 位作者 于子翔 盘真保 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期5692-5704,共13页
为了提高永磁同步直线电机在载荷变化工况下的伺服性能,该文提出了一种基于非线性时间延迟扰动估计的无模型鲁棒位置控制策略。首先,建立一种新型的动力学阶次模型,消除了传统动力学模型中的电机参数和非线性项;其次,引入终端吸引因子... 为了提高永磁同步直线电机在载荷变化工况下的伺服性能,该文提出了一种基于非线性时间延迟扰动估计的无模型鲁棒位置控制策略。首先,建立一种新型的动力学阶次模型,消除了传统动力学模型中的电机参数和非线性项;其次,引入终端吸引因子设计了期望非线性误差动力学,确保位置跟踪误差的高精度有限时间收敛;然后,采用时间延迟扰动估计技术在线估计载荷变化引起的不确定性并前馈补偿到控制回路,同时结合非线性阻尼项克服时间延迟扰动估计的误差,利用李雅普诺夫理论分析了闭环控制器的稳定性和有限时间收敛性;最后,在不同工况下与传统的比例微分控制和滑模控制进行对比,仿真和实验结果验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 伺服性能 阶次模型 非线性时间延迟扰动估计 李雅普诺夫
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计及双因素非线性影响的汽轮发电机同步电抗的计算方法 被引量:5
8
作者 康锦萍 徐英辉 +2 位作者 刘晓芳 杨娅萍 罗应立 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第33期5941-5947,共7页
汽轮发电机不同负载运行条件下的气隙电势与合成磁势的关系是与空载特性之间存在明显差异的一个曲线族。这种差异主要是由磁路饱和与磁场畸变双因素非线性共同作用引起的。该文以有限元方法为工具,研究不同功角时计及双因素非线性的定... 汽轮发电机不同负载运行条件下的气隙电势与合成磁势的关系是与空载特性之间存在明显差异的一个曲线族。这种差异主要是由磁路饱和与磁场畸变双因素非线性共同作用引起的。该文以有限元方法为工具,研究不同功角时计及双因素非线性的定子绕组电感系数随转子角变化的特点,并比较分析其与不计饱和值之间的差异。提出一种通过寻求随转子角变化的定子电感矩阵的特征值来获取同步电抗的方法,该方法不仅能考虑双因素非线性和转子的运动,还能充分考虑定子电感系数的特点。用该方法计算的同步电抗都比制造厂给出的参数要小。计算定子电流的实例研究表明,用计及双因素非线性的同步电抗的计算结果与直接采用有限元方法的计算结果更接近。 展开更多
关键词 汽轮发电机 同步电抗 双因素 非线性 定子电感系数
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采用协同控制理论的同步发电机非线性励磁控制 被引量:7
9
作者 赵平 姚伟 +1 位作者 王少荣 文劲宇 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第23期1-7,共7页
提出了一种基于协同控制理论的非线性励磁控制器。首先依据同步发电机励磁控制的基本要求和特点,选择机端电压、有功功率和转子角速度三个变量的偏差的线性组合构成流形,以保证有效控制机端电压和抑制系统功率振荡。然后以同步发电机非... 提出了一种基于协同控制理论的非线性励磁控制器。首先依据同步发电机励磁控制的基本要求和特点,选择机端电压、有功功率和转子角速度三个变量的偏差的线性组合构成流形,以保证有效控制机端电压和抑制系统功率振荡。然后以同步发电机非线性模型为对象,推导出了非线性协同励磁控制器(Synergetic excitation controller,SEC)的控制律,并根据电力系统的运行特性,探讨了控制器参数的选取原则。最后,单机无穷大系统仿真结果表明,无论在大扰动还是在小扰动下,所提非线性协同励磁控制器比常规的AVR+PSS方式下的励磁控制器都能更快更精确地调节机端电压,还能够有效地抑制系统的功率振荡。 展开更多
关键词 同步发电机 励磁控制 非线性控制 协同控制 流形
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同步发电机的非线性鲁棒电压控制 被引量:13
10
作者 阮阳 袁荣湘 +1 位作者 万黎 赵红生 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期9-16,33,共9页
提出了一种同步发电机非线性鲁棒电压控制器设计方法,解决了目前多数非线性励磁控制方法依赖于系统的特定运行点并且难以考虑电压调节精度的局限。针对发电机经变压器接入电力系统的数学模型,将其转换为以机端电压偏差、角速度偏差和有... 提出了一种同步发电机非线性鲁棒电压控制器设计方法,解决了目前多数非线性励磁控制方法依赖于系统的特定运行点并且难以考虑电压调节精度的局限。针对发电机经变压器接入电力系统的数学模型,将其转换为以机端电压偏差、角速度偏差和有功功率偏差为状态变量的不确定线性系统,进而采用基于LMI的鲁棒控制理论设计出非线性电压控制器。与现有的非线性励磁控制器相比,所提出的电压控制器不依赖于系统的特定运行点,能适应网络参数与运行方式变化,实现机端电压调节功能。控制器对模型干扰有强鲁棒性,无须针对单机无穷大系统和多机电力系统分别设计。此外,控制器无须测量发电机转子角及任何变量的微分与积分。利用PSCAD/EMTDC对某单机无穷大系统及WSCC四机系统分别测试,仿真结果验证了控制器的良好性能。 展开更多
关键词 电力系统 同步发电机 非线性励磁控制 电压控制 输出反馈
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船舶电站柴油发电机组的非线性数学模型 被引量:19
11
作者 黄曼磊 王常虹 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期15-19,47,共6页
船舶电力系统是一个非线性系统,为了对系统的过渡过程进行分析,文中建立了船舶电站柴油发电机组的非线性数学模型,该模型准确地反映了转速和电压的相互作用和相互影响的关系,体现了船舶电力系统的变量耦合性质.对一个实际的船舶电站柴... 船舶电力系统是一个非线性系统,为了对系统的过渡过程进行分析,文中建立了船舶电站柴油发电机组的非线性数学模型,该模型准确地反映了转速和电压的相互作用和相互影响的关系,体现了船舶电力系统的变量耦合性质.对一个实际的船舶电站柴油发电机组控制系统进行了计算机仿真研究,分别给出了系统在突加静负荷和起动大功率异步电动机时的动态特性曲线.计算机仿真结果表明,提出的数学模型是合理的、可行的,反映了船舶电力系统转速和电压的变化规律. 展开更多
关键词 船舶电站 柴油机 同步发电机 非线性系统
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双轴励磁同步发电机非线性鲁棒自适应控制 被引量:9
12
作者 季海波 陈欢 +1 位作者 王冰 奚宏生 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期20-24,共5页
利用Backstepping和扰动抑制方法设计了双轴励磁同步发电机的自适应控制器。对于含有 各种不确定参数和有界扰动的非线性双轴励磁同步机模型,实现了对转子同步的鲁棒调节。文中的 方法可用于其他不确定电力系统的控制设计。
关键词 双轴励磁同步发电机 非线性鲁棒自适应控制 BACKSTEPPING方法 控制理论 线性控制
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水轮发电机组轴系非线性力学模型的建立 被引量:8
13
作者 乔卫东 刘宏昭 +1 位作者 马薇 李郁侠 《西安理工大学学报》 CAS 2004年第2期122-125,共4页
讨论了水轮发电机组轴系的建模问题,在综合考虑油膜力、发电机不平衡磁拉力的非线性特性的基础上,同时考虑推力轴承、水封、轴承处支撑结构的影响,建立了系统的非线性动力模型。研究结果为水轮发电机组动力学分析与设计提供了可靠的理... 讨论了水轮发电机组轴系的建模问题,在综合考虑油膜力、发电机不平衡磁拉力的非线性特性的基础上,同时考虑推力轴承、水封、轴承处支撑结构的影响,建立了系统的非线性动力模型。研究结果为水轮发电机组动力学分析与设计提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 水轮发电机 轴系 非线性 模型
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基于非线性最小二乘曲线拟合的虚拟同步发电机惯量与阻尼系数测量方法 被引量:22
14
作者 颜湘武 王俣珂 +2 位作者 贾焦心 王德胜 张波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1516-1526,共11页
虚拟同步发电机(VSG)技术是解决经由电力电子变流器并网的新能源发电渗透率逐渐提高下系统惯性与阻尼减小问题的有效手段。目前的VSG研究多侧重于技术的优化与改进,少有特性测量方面的研究成果。在实际的VSG应用中也通常是使用惯性时间... 虚拟同步发电机(VSG)技术是解决经由电力电子变流器并网的新能源发电渗透率逐渐提高下系统惯性与阻尼减小问题的有效手段。目前的VSG研究多侧重于技术的优化与改进,少有特性测量方面的研究成果。在实际的VSG应用中也通常是使用惯性时间常数τ综合表征系统转动惯量J与阻尼系数D,这种表征方式中转动惯量与阻尼系数耦合,无法明确各参数的具体数值。为了解决该问题,基于非线性最小二乘曲线拟合法,分析了发电系统在离网、并网不同运行工况与阻尼状态的时域单位阶跃响应函数。定性介绍了一种利用动态响应指标测量J、D的方法。实际测量方法以曲线拟合法为基础,借鉴了一种用于同步发电机转动惯量测量的甩负荷实验,结合并网功率阶跃实验,得到了一种可以自验证的综合测量方法。最后通过多组不同参数与工况的仿真与实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 虚拟同步发电机 非线性最小二乘曲线拟合 甩负荷实验 惯量与阻尼测量
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集中绕组外转子永磁同步发电机非线性变网络磁路分析 被引量:7
15
作者 程明 王运良 叶炬 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期252-256,共5页
为集中绕组外转子永磁同步发电机建立了非线性变网络磁路分析模型,给出了等效磁路结构,推导了各部分磁导计算公式,用节点磁位法建立非线性磁路方程,并用Gauss-Seidel迭代法进行求解,由此得到了发电机的磁链波形和电势波形,计算结果与有... 为集中绕组外转子永磁同步发电机建立了非线性变网络磁路分析模型,给出了等效磁路结构,推导了各部分磁导计算公式,用节点磁位法建立非线性磁路方程,并用Gauss-Seidel迭代法进行求解,由此得到了发电机的磁链波形和电势波形,计算结果与有限元分析结果和样机实验结果吻合,计算速度则远远快于有限元法,表明所建立的等效磁路模型是计算该永磁发电机特性的快速有效的方法,从而为该电机的设计优化分析奠定了基础. 展开更多
关键词 非线性 变网络 磁路 集中绕组 永磁同步电机 发电机 外转子
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基于输出反馈的同步发电机非线性鲁棒励磁控制 被引量:3
16
作者 杨帆 阮阳 袁荣湘 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期65-71,共7页
对一种适用于一般结构多输入多输出非线性系统的鲁棒输出反馈控制理论进行改进,扩展了其应用范围。针对单机无穷大系统,以发电机的角速度、机端电压及有功功率作为输出反馈信号,建立系统的可观测映射,推导出可观测域,并基于改进理论设... 对一种适用于一般结构多输入多输出非线性系统的鲁棒输出反馈控制理论进行改进,扩展了其应用范围。针对单机无穷大系统,以发电机的角速度、机端电压及有功功率作为输出反馈信号,建立系统的可观测映射,推导出可观测域,并基于改进理论设计出非线性鲁棒输出反馈励磁控制器。该控制器无需测量发电机的转子角与暂态电势,实施方式简单。仿真结果表明该控制器对扰动有很好的抑制效果。 展开更多
关键词 多输入多输出非线性系统 鲁棒控制 反馈控制 同步发电机 励磁控制
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发电机转子同步稳定性的非线性分析 被引量:3
17
作者 袁惠群 李鹤 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期405-408,共4页
以与弱联电网相连的单机系统为对象 ,研究发电机转子摇摆的非线性稳定性问题·用微分方程几何理论的后继函数方法 ,判别了非线性摇摆方程的中心奇点的稳定性 ,并应用多尺度法求解了摇摆方程 ,得到了方程的二次近似稳态解·分析... 以与弱联电网相连的单机系统为对象 ,研究发电机转子摇摆的非线性稳定性问题·用微分方程几何理论的后继函数方法 ,判别了非线性摇摆方程的中心奇点的稳定性 ,并应用多尺度法求解了摇摆方程 ,得到了方程的二次近似稳态解·分析了电网扰动参数对转子响应的影响 ,发现了在不同扰动参数下转子响应呈现复杂的分叉与混沌运动 ,为弱联电力系统的稳定性提供了判据· 展开更多
关键词 发电机转子 转子摇摆 非线性 同步稳定性 分叉 混沌 弱联电力系统
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同步发电机的非线性 PID 励磁控制 被引量:4
18
作者 朱发国 陈学允 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 1998年第12期47-50,共4页
章文将一种非线性PID控制方法引入发电机的励磁控制。该方法通过引入非线性跟踪微分器和PID控制信号的非线性组合,改善了常规PID受一点线性化所产生的缺陷,又保留了常规PID结构简单,鲁棒性强的特点。在计及发电机角速度... 章文将一种非线性PID控制方法引入发电机的励磁控制。该方法通过引入非线性跟踪微分器和PID控制信号的非线性组合,改善了常规PID受一点线性化所产生的缺陷,又保留了常规PID结构简单,鲁棒性强的特点。在计及发电机角速度误差信号和机端电压误差信号的目标函数基础上,PID参数用ITAE法对以变量Δω设计的控制器进行优化,改善了机端电压的品质。该励磁控制方式鲁棒性强,控制品质好,有利于提高系统的暂态稳定性。 展开更多
关键词 励磁控制 非线性 PID控制 同步发电机 电力系统
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直驱型永磁同步风力发电机混沌运动的非线性比例控制 被引量:6
19
作者 曾喆昭 刘峰 《电力科学与技术学报》 CAS 2014年第2期30-36,共7页
根据直驱型永磁同步风力发电机(DPMSG)的数学模型,通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的永磁同步发电机模型变换成一种简单的无量纲数学模型。验证系统在某些参数条件下会出现混沌运动,提出直驱型永磁同步发电机混沌运... 根据直驱型永磁同步风力发电机(DPMSG)的数学模型,通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的永磁同步发电机模型变换成一种简单的无量纲数学模型。验证系统在某些参数条件下会出现混沌运动,提出直驱型永磁同步发电机混沌运动的非线性比例控制方法。该方法以直轴和交轴电压为控制变量,通过发电机状态的非线性反馈,将直轴和交轴电流方程中的耦合项解耦,并使直轴和交轴电流可以跟踪设定值。该控制方法可以根据实际要求设置唯一稳定的平衡点。仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性,为DPMSG风力发电系统的混沌控制提供了有效的控制方法。 展开更多
关键词 直驱型永磁同步风力发电机 混沌控制 非线性比例控制 解耦控制
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燃气轮机同步发电机励磁系统的最优与非线性控制 被引量:1
20
作者 吴捷 杨苹 伍力 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期537-543,共7页
本文针对燃气轮机组本身技术高速发展与其主要系统控制方式相对滞后这一矛盾,将最优控制理论和非线性控制理论引入到燃气轮同步发电机的励磁控制系统中,特别考虑了作为原动机的燃气轮机的特性,提出了两种励磁控制策略:最优励磁控制... 本文针对燃气轮机组本身技术高速发展与其主要系统控制方式相对滞后这一矛盾,将最优控制理论和非线性控制理论引入到燃气轮同步发电机的励磁控制系统中,特别考虑了作为原动机的燃气轮机的特性,提出了两种励磁控制策略:最优励磁控制和非线性励磁控制.通过分析与对比,并针对某一具体系统给出了非线性励磁控制器的详细设计,证明并特别指出该控制策略是可行和最佳的. 展开更多
关键词 燃气轮机 励磁系统 非线性控制 同步发电机
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