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基于改进比例积分微分优化算法的风机变桨控制参数优化研究
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作者 兰杰 林淑 +2 位作者 张严 王剑宇 苗强 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期335-345,共11页
变桨控制系统的高效运行是确保风机稳定功率输出、优化运行条件以及减少机械负荷疲劳的重要基础。在风机投运前,需离线完成变桨控制系统参数的精细化设计与整定。工程中,这些参数的优化与设计主要依靠风电工程师通过经验知识和仿真软件... 变桨控制系统的高效运行是确保风机稳定功率输出、优化运行条件以及减少机械负荷疲劳的重要基础。在风机投运前,需离线完成变桨控制系统参数的精细化设计与整定。工程中,这些参数的优化与设计主要依靠风电工程师通过经验知识和仿真软件进行人工整定,该方式存在人员培训和优化时间成本高,且面临整定结果精确度低和一致性差等问题。而传统的比例积分微分优化算法在变桨控制参数智能整定过程中也存在着开发探索能力有限以及易于陷入局部最优等不足。因此,基于比例积分微分控制思想,设定收敛且随机的控制器参数,引入新的控制目标、控制误差和Levy飞行策略,提出了改进的比例积分微分优化算法。将IPIDOA与PIDOA、哈里斯鹰优化算法、鲸鱼优化算法、灰狼优化算法、粒子群优化算法、遗传优化算法在4个单峰基准函数、4个多峰基准函数和风机变桨控制参数优化实例上进行测试验证。结果表明,IPIDOA具有更快的收敛速度和更佳的参数寻优能力,同时在多类优化实例中具有更强的寻优稳定性。同时,通过计算IPIDOA的时间复杂度、对比上述各算法在风机变桨控制系统参数优化研究的收敛曲线,证明了IPIDOA具有优秀的计算效率。 展开更多
关键词 风机变桨控制 参数优化 智能整定 改进比例积分微分优化算法
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面向溺水救援机器人平稳跟踪的模糊比例微分控制视觉伺服方案
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作者 郭英 厉广伟 +2 位作者 刘宗尚 MOUNZEO Breit Hilley 李金屏 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期227-233,共7页
针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模... 针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模糊比例、微分控制规则表,根据2种规则表中的比例、微分系数分别控制机器人的偏移角、距离偏移量及其变化率,实现机器人的跟踪与避障的平稳性调整;机器人采用核相关滤波跟踪算法对溺水人员进行跟踪,在溺水人员位置变化时调整运动方向,依靠实时、稳定的声呐信息设置偏移角,实现避障功能;对所提出的方案在先锋P3DX型机器人上进行实验验证。结果表明:机器人能及时应对目标变化,没有跟错、跟丢现象;在不同工况时的横滚角均小于1°,避障率达到100%,能够快速、稳定、准确地到达目标位置,达到溺水救援机器人的前期应用要求。 展开更多
关键词 溺水救援机器人 平稳跟踪 模糊比例微分控制 视觉伺服
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用比例微分控制器实现混沌控制 被引量:23
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作者 邹艳丽 罗晓曙 +3 位作者 方锦清 汪秉宏 陈关荣 蒋品群 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第3期9-13,共5页
采用比例微分控制器 (PDC)实现自治和非自治动力学系统中的混沌控制 ,给出了三个典型混沌系统的控制结果 .理论分析和系统仿真结果表明 :这种控制方法可以实现混沌控制的两个目标 ,即稳定混沌系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力... 采用比例微分控制器 (PDC)实现自治和非自治动力学系统中的混沌控制 ,给出了三个典型混沌系统的控制结果 .理论分析和系统仿真结果表明 :这种控制方法可以实现混沌控制的两个目标 ,即稳定混沌系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力学行为 . 展开更多
关键词 比例微分控制 混沌控制 LORENZ系统 Chen电路 杜芬振子 非线性科学 动力学系统
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伺服电机的预测控制与比例-积分-微分控制 被引量:11
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作者 黄玉钏 曲道奎 +1 位作者 徐方 任晓磊 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第10期2944-2947,共4页
为完成伺服电机平稳而快速的控制,根据预测控制方法中动态矩阵控制原理,提出了基于动态矩阵的预测控制和比例-积分-微分(PID)控制的伺服电机的控制方案。分析了交/直流伺服电机三环控制的统一模型,用预测控制器设计了伺服电机的电流环,... 为完成伺服电机平稳而快速的控制,根据预测控制方法中动态矩阵控制原理,提出了基于动态矩阵的预测控制和比例-积分-微分(PID)控制的伺服电机的控制方案。分析了交/直流伺服电机三环控制的统一模型,用预测控制器设计了伺服电机的电流环,提出了利用上升时间和稳态值确定电流环等效惯性环节的方法,最后用PID控制器设计了速度环和位置环。计算和仿真结果表明,电流环的等效惯性环节时间常数与-ln(0.368)成反比,该预测控制和PID混合控制可以很好地实现伺服电机平稳快速的运行。 展开更多
关键词 伺服电机 预测控制 动态矩阵 电流环 比例-积分-微分
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磁控小卫星周期时变的比例微分控制设计方法 被引量:6
5
作者 王平 李铁寿 吴宏鑫 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期14-19,共6页
在极地圆轨道上工作的对地定向磁控小卫星, 其动力学方程是一个线性周期系统。根据极地轨道地磁场变化的特性, 利用卫星的姿态角和姿态角速率作为反馈信号, 提出了一种采用磁力矩器的比例微分(PD)控制规律设计方法。用这种新方... 在极地圆轨道上工作的对地定向磁控小卫星, 其动力学方程是一个线性周期系统。根据极地轨道地磁场变化的特性, 利用卫星的姿态角和姿态角速率作为反馈信号, 提出了一种采用磁力矩器的比例微分(PD)控制规律设计方法。用这种新方法设计的PD控制器其增益是周期时变的, 展开更多
关键词 小型 卫星 磁偶极子 动力学方程 比例微分控制
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改进比例-积分-微分控制方法在无功补偿和混合滤波综合补偿系统中的应用 被引量:7
6
作者 荣飞 罗安 +1 位作者 周柯 汤赐 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第13期34-38,共5页
设计了一种兼有无功补偿和混合滤波功能的综合补偿系统。由于传统比例-积分-微分控制方法对上述系统的检测精度、计算延时和被控对象状态变化具有较强的依赖性,文中将增量递推预测模型预作用于上述系统以补偿延时带来的控制误差,提出了... 设计了一种兼有无功补偿和混合滤波功能的综合补偿系统。由于传统比例-积分-微分控制方法对上述系统的检测精度、计算延时和被控对象状态变化具有较强的依赖性,文中将增量递推预测模型预作用于上述系统以补偿延时带来的控制误差,提出了一种采用预测模型实现的多模比例-积分-微分控制方法,使得当电网状态变化时该补偿系统可自动在比例-积分和比例-微分模型间切换。仿真结果和实际运行情况表明该补偿系统具有控制精度高、鲁棒性强等特点,验证了该控制方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 综合补偿系统 谐波谐振 预测模型 增量递推 多模比例-积分-微分控制方法
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用于飞轮储能单元的神经元自适应比例-积分-微分控制算法 被引量:7
7
作者 王磊 杜晓强 宋永端 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期74-79,共6页
提出了种应用于飞轮储能系统的神经元自适应比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制算法。该算法基于传统的双闭环调速系统与神经网络理论,实现对飞轮驱动电机的控制,使飞轮驱动电机能够根据系统要求,驱动飞轮储... 提出了种应用于飞轮储能系统的神经元自适应比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制算法。该算法基于传统的双闭环调速系统与神经网络理论,实现对飞轮驱动电机的控制,使飞轮驱动电机能够根据系统要求,驱动飞轮储能单元储存或释放能量。运用李亚普诺夫稳定性理论证明了该控制算法的稳定性和有效性,并给出了其稳定性条件。经过仿真验证,该算法可以有效地实现对飞轮储能单元的充放电控制,其控制参数可以随着系统的运行自适应调节,飞轮储能单元的控制精度和鲁棒性也有所提高。 展开更多
关键词 飞轮储能单元 风力发电机 转速-电流双闭环控制 神经元自适应比例-积分-微分控制 李亚普诺夫理论
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基于遗传算法比例积分微分控制器的铅冷快堆堆芯功率控制 被引量:5
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作者 贺三军 惠天宇 +2 位作者 段天英 曾文杰 王贤伟 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第2期569-575,共7页
比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制器对堆芯功率控制过程存在适用性低的问题,而采用遗传算法(genetic algorithm,GA)整定PID控制器参数可以很好地解决此问题。为了实现铅冷快堆堆芯功率的有效控制,基于遗... 比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制器对堆芯功率控制过程存在适用性低的问题,而采用遗传算法(genetic algorithm,GA)整定PID控制器参数可以很好地解决此问题。为了实现铅冷快堆堆芯功率的有效控制,基于遗传算法PID控制器,结合堆芯状态空间模型,建立铅冷快堆堆芯功率控制系统,模拟堆芯反应性和堆芯进口温度扰动下系统的响应情况,并与PID控制器的控制结果进行比较。结果表明,外界存在扰动时,引入控制器可使堆芯达到稳定状态,与初始状态偏离较小,且遗传算法PID控制器的控制效果比PID控制器更为显著。 展开更多
关键词 铅冷快堆 堆芯功率控制 遗传算法 比例积分微分(PID)控制
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基于PID切换控制的弹道修正引信滚转角控制方法 被引量:2
9
作者 杨东晓 曹信一 申强 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第2期137-143,共7页
为解决弹道修正引信在修正过程中弹体受力变化较大引起的模型非线性问题,为保证滚转角控制算法的有效控制范围可有效覆盖整个修正控制过程,采用了基于动压变化的位置-速度双闭环比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID... 为解决弹道修正引信在修正过程中弹体受力变化较大引起的模型非线性问题,为保证滚转角控制算法的有效控制范围可有效覆盖整个修正控制过程,采用了基于动压变化的位置-速度双闭环比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID)切换控制算法.在传统PID控制算法基础上引入切换控制,将PID控制系统设计成子系统,依靠引信动力学模型与动压之间的关联,以动压为切换信号制定切换规则将多个PID控制系统串联,拓宽了滚转角控制系统的有效控制范围.结合理论分析与仿真验证,结果表明:在整个弹道修正控制过程中定位精度在0.25°以内,响应时间小于0.3 s,验证了基于动压变化的PID切换控制算法对非线性的引信滚转角控制模型、持续滚转角控制的可行性. 展开更多
关键词 切换控制 弹道修正 滚转角控制 比例-积分-微分(PID) 双闭环
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基于小脑模型神经网络-比例积分微分控制的异步风力发电机组软并网控制系统建模与仿真 被引量:2
10
作者 龚立秋 段斌 +1 位作者 颜娜 龙林德 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期19-23,共5页
分析了利用晶闸管进行软并网的原理;采用改进的小脑模型神经网络与比例积分微分并行控制方法对风力发电的异步发电机并网过渡过程进行了研究;利用Matlab/Simulink平台建立了仿真控制模型。不同风速下风电机切入电网的仿真结果验证了文... 分析了利用晶闸管进行软并网的原理;采用改进的小脑模型神经网络与比例积分微分并行控制方法对风力发电的异步发电机并网过渡过程进行了研究;利用Matlab/Simulink平台建立了仿真控制模型。不同风速下风电机切入电网的仿真结果验证了文中所提出控制方案的正确性:采用该控制方案可将并网冲击电流控制在额定电流的2倍以内,且该软并网系统具有较好的稳定性、实时性。 展开更多
关键词 小脑模型神经网络 比例积分微分控制 软并网 异步风力发电机 仿真
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基于模糊神经比例微分积分的静变电源控制 被引量:2
11
作者 樊波 吴家梁 牛江川 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期59-63,共5页
针对静变电源模糊比例微分积分(模糊PID)控制隶属度和控制规则一旦确定后无法更改等不足,为提高静变电源输出电压的质量,提出以模糊神经比例微分积分(模糊神经PID)控制代替模糊PID控制。利用神经网络自学习的特点完善和调整模糊逻辑规则... 针对静变电源模糊比例微分积分(模糊PID)控制隶属度和控制规则一旦确定后无法更改等不足,为提高静变电源输出电压的质量,提出以模糊神经比例微分积分(模糊神经PID)控制代替模糊PID控制。利用神经网络自学习的特点完善和调整模糊逻辑规则,并与PID稳态控制性能的优势相结合,实时地对静变电源电压控制量进行调整。仿真结果表明,模糊神经PID控制系统具有良好的鲁棒性和自适应能力,对干扰也有较好的抑制效果,解决了模糊PID控制器在静变电源控制中的精度不太高、自适应能力有限的难题,满足了静变电源输出的要求。 展开更多
关键词 静变电源 模糊神经 比例微分积分(PID)控制 仿真
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基于两种分数阶比例微分控制器的PMSM速度控制研究 被引量:2
12
作者 王瑞萍 皮佑国 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第11期68-72,76,共6页
设计两种分数阶比例微分(FOPD和FO[PD])控制器并应用到交流永磁同步电动机(PMSM)速度控制。文章重点研究在PMSM速度伺服系统中应用两种分数阶比例微分控制器的跟随性能和能耗,并和常规的整数阶控制器经行比较。仿真和实验结果表明:设计... 设计两种分数阶比例微分(FOPD和FO[PD])控制器并应用到交流永磁同步电动机(PMSM)速度控制。文章重点研究在PMSM速度伺服系统中应用两种分数阶比例微分控制器的跟随性能和能耗,并和常规的整数阶控制器经行比较。仿真和实验结果表明:设计的两种分数阶控制器的控制性能和节能效果都要优于常规的整数阶控制器,FO[PD]控制器的动态性能和跟随性能最好,而FOPD控制器的节能效果最好。 展开更多
关键词 分数阶比例微分控制 分数阶[比例微分]控制 永磁同步电动机 跟随性能
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比例-积分-微分压力控制的放电雾化烧蚀磨削加工方法 被引量:3
13
作者 邱明波 史璟云 +1 位作者 俞晓春 刘志东 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期111-117,共7页
为了提高电火花放电雾化烧蚀加工效率,以烧结金刚石材料作为加工电极,利用金刚石颗粒的磨削作用实现了高效雾化烧蚀与机械磨削的复合加工.其中,通过测量加工过程中金刚石颗粒与工件之间的机械磨削作用力,实现了基于压力信号检测的伺服控... 为了提高电火花放电雾化烧蚀加工效率,以烧结金刚石材料作为加工电极,利用金刚石颗粒的磨削作用实现了高效雾化烧蚀与机械磨削的复合加工.其中,通过测量加工过程中金刚石颗粒与工件之间的机械磨削作用力,实现了基于压力信号检测的伺服控制,以保证金刚石颗粒的磨削作用,并采用反比例、模糊和比例-积分-微分(PID)压力控制方法来维持加工过程中的压力稳定性.同时,以高强钢Q420C为加工对象进行了3组加工效率对比试验.结果表明:采用PID压力控制方法,在30min的加工时间内所得加工深度可达14.5mm,最大压力在1.0N以内,其加工效率和加工稳定性优于其他2种控制方法. 展开更多
关键词 电火花加工 烧蚀加工 烧结金刚石 比例-积分-微分(PID)压力控制 加工效率
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区间比例积分微分控制器理论在制导炸弹控制系统设计中的应用 被引量:1
14
作者 李银伢 盛安冬 郭治 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期108-112,共5页
应用区间多项式及区间系统比例积分微分控制器 (PID)设计理论 ,给出了一种飞行控制系统PID控制器设计方法。该方法同时考虑稳定性指标和时域性能指标。首先求出PID控制器的所有稳定参数集 ,再在该集上得出满足时域性能指标的PID控制器... 应用区间多项式及区间系统比例积分微分控制器 (PID)设计理论 ,给出了一种飞行控制系统PID控制器设计方法。该方法同时考虑稳定性指标和时域性能指标。首先求出PID控制器的所有稳定参数集 ,再在该集上得出满足时域性能指标的PID控制器参数区域。只需设计一组控制器参数 ,就可具有较强的适应被控对象参数变化的能力。理论分析和仿真试验结果表明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 PID控制 控制系统设计 控制器参数 区间系统 被控对象 性能指标 仿真试验 比例积分微分控制 组控 时域
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一种基于峭度累积量比例微分控制的盲源分离学习率 被引量:4
15
作者 陈国钦 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期929-934,共6页
自然梯度算法由于良好的分离性能在盲源分离中占有重要的地位,但该算法基于固定步长时,无法很好兼顾收敛速度和稳态误差.本文借鉴自动化控制的PID(Proportion Integration Differentiation)算法,提出一种与分离状态紧密结合的变步长... 自然梯度算法由于良好的分离性能在盲源分离中占有重要的地位,但该算法基于固定步长时,无法很好兼顾收敛速度和稳态误差.本文借鉴自动化控制的PID(Proportion Integration Differentiation)算法,提出一种与分离状态紧密结合的变步长学习率算法.由于完成分离的信号峭度累积量是一个固有值,分离过程的信号峭度累积量与固有值将有一个不断减小的误差值.该算法以指数函数值来体现该误差值.再利用该误差构成比例微分的变步长算法,其中的步长初始值就相当于控制误差的比例值,而误差的微分项则得到加速的调整值.该算法仿真实验结果与固定步长自然梯度盲源分离算法的仿真实验结果对比:对应于初始步长的一个最大值和一个最小值,该算法的两次迭代次数均低于采用固定步长算法的迭代次数,并且对于不同类型信号在两次迭代次数间的差值约10-40次,而两种算法的稳态误差是相同的. 展开更多
关键词 盲信号分离 峭度累积 比例微分控制 变步长学习率
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基于图像视觉伺服的模糊比例积分微分控制系统 被引量:1
16
作者 王胜 陈宁 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第4期1200-1204,共5页
针对传统比例积分微分(PID)参数难整定、控制性能不理想等问题,将模糊控制理论与PID控制器相结合,构成模糊PID控制器。采用Eye-to-Hand视觉模型,引入图像视觉伺服机制,通过图像获取误差信号来实现对PID控制器三个参数Kp、Ti和Td的实时... 针对传统比例积分微分(PID)参数难整定、控制性能不理想等问题,将模糊控制理论与PID控制器相结合,构成模糊PID控制器。采用Eye-to-Hand视觉模型,引入图像视觉伺服机制,通过图像获取误差信号来实现对PID控制器三个参数Kp、Ti和Td的实时在线自适应调整。最后在以PC机、CompactRIO、NI-9401、互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像头、电机驱动器及无刷直流(DC)电机组成的打孔机视觉伺服运动控制系统上完成了实验。结果表明,基于图像的视觉伺服模糊PID控制器相对于传统PID控制器响应速度提高了60%,超调量降低了80%,鲁棒性也更好;不仅能提高孔的定位精度,还能边加工边检测。 展开更多
关键词 视觉伺服 模糊比例积分微分控制 Eye-to-Hand视觉模型 COMPACTRIO CMOS摄像头 无刷直流电机
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基于比例-积分-微分控制的喷雾干燥系统的仿真研究 被引量:2
17
作者 张月静 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第3期1867-1868,1878,共3页
对奶粉生产过程中喷雾干燥系统进行了比例-积分-微分(PID)控制研究,并利用MATLAB的仿真工具对该系统进行了仿真,仿真结果表明,系统具有较好的控制效果,适合工程应用。
关键词 过程控制系统 比例-积分-微分控制 MATLAB/SIMULINK仿真
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Rossler系统的比例微分控制 被引量:2
18
作者 王伟 张秋富 《重庆工学院学报(自然科学版)》 2008年第4期136-138,共3页
采用比例微分控制器(PDC)实现Rossler系统的混沌控制.给出了混沌系统的控制结果.tong-guo理论分析和数值仿真表明:这种控制方法可以实现混沌控制的2个目标,即稳定系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力学行为.
关键词 比例微分控制 混沌控制 ROSSLER系统
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基于比例微分反馈控制思想的不同类型混沌系统同步方法
19
作者 杨涛 戴晓明 邵惠鹤 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期55-58,共4页
提出一种新的混沌同步思想 ,在“命令匹配”的概念基础上 ,设计比例微分同步控制策略 ,并结合扩张状态观测器原理 ,使所得的控制策略满足混沌保密通信的要求 .以Duffing和VabderPol系统为例进行仿真 。
关键词 比例微分控制 混沌同步 保密通信
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基于预期动态方程的含高比例可再生能源孤岛运行微电网负荷频率控制 被引量:2
20
作者 吴振龙 刘艳红 +2 位作者 薛亚丽 李东海 CHEN Yangquan 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期954-964,I0009,共12页
针对高比例可再生能源并入微电网带来的负荷频率控制问题,提出基于预期动态方程的比例-积分-微分(PID)控制策略.在分析微电网负荷频率控制模型和控制难点的基础上,设计基于预期动态方程的PID控制策略,采用单一变量法分析控制器参数对控... 针对高比例可再生能源并入微电网带来的负荷频率控制问题,提出基于预期动态方程的比例-积分-微分(PID)控制策略.在分析微电网负荷频率控制模型和控制难点的基础上,设计基于预期动态方程的PID控制策略,采用单一变量法分析控制器参数对控制效果的影响,总结了简单、实用的参数整定流程,并在微电网负荷频率控制系统中应用.在不同工况下与多种控制器进行仿真对比,结果表明:所提控制策略能够在保证鲁棒性的前提下取得最佳控制效果,展现出很高的工程应用价值. 展开更多
关键词 微电网 负荷频率控制 预期动态方程 比例-积分-微分 参数整定
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