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基于非线性解耦的多机直流微电网暂态失稳减载可行域
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作者 姜妍 彭克 +2 位作者 赵学深 姜淞瀚 刘雨昕 《电网技术》 北大核心 2025年第8期3463-3473,I0122-I0125,共15页
以n机下垂双环控制的直流微电网为研究对象,首先推导其等值单机非线性模型实现降阶,进一步对单机系统进行非线性解耦,得出的一系列低阶子系统间接反映原系统暂态稳定性,提出将等值概念与非线性解耦理论结合的建模思路。其次,考虑换流器... 以n机下垂双环控制的直流微电网为研究对象,首先推导其等值单机非线性模型实现降阶,进一步对单机系统进行非线性解耦,得出的一系列低阶子系统间接反映原系统暂态稳定性,提出将等值概念与非线性解耦理论结合的建模思路。其次,考虑换流器退出运行工况,利用相平面法和逆轨迹法分析源荷对系统暂态稳定性的影响。针对换流器退出运行导致系统负荷过载的情况,提出求解系统失稳后减载负荷功率的可行性范围,使过载系统以最小减载量重新恢复稳定状态,即失稳减载可行域。最后,通过实验验证了理论分析结果的正确性。 展开更多
关键词 线性解耦理论 换流器退出运行 失稳减载可行域 等值单机 暂态稳定性
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基于非线性解耦方法的交直流配电系统暂态稳定性分析 被引量:1
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作者 姜妍 彭克 +1 位作者 赵学深 姜淞瀚 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期56-65,共10页
随着柔性交直流配电系统的迅速发展,电力电子装置和恒功率负载等非线性元件的大规模接入使系统的暂态稳定性问题日趋严重。首先,建立了双环控制下AC/DC与DC/DC换流器并联的具有恒功率负载的交直流配电系统数学模型,并进行非线性泰勒展... 随着柔性交直流配电系统的迅速发展,电力电子装置和恒功率负载等非线性元件的大规模接入使系统的暂态稳定性问题日趋严重。首先,建立了双环控制下AC/DC与DC/DC换流器并联的具有恒功率负载的交直流配电系统数学模型,并进行非线性泰勒展开。其次,根据非线性解耦理论将原始高阶系统解耦成一系列低阶子系统,确定主导解耦子系统并采用相平面法和逆轨迹法对其进行暂态稳定性分析,通过实物仿真验证理论分析的有效性。然后,基于非线性解耦原理引入非线性参与因子概念,对状态变量进行参与因子的计算,提出恒功率负载扰动下控制参数影响稳定性的分析方法,进一步给出控制参数的可行域。最后,利用PLECS软件搭建了恒功率负载下双环控制的交直流配电系统,仿真及实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 交直流配电系统 线性解耦 暂态稳定性 时域仿真法 可行域
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CCM Buck变换器的状态反馈精确线性化的非线性解耦控制研究 被引量:63
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作者 邓卫华 张波 +1 位作者 胡宗波 卢至锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期120-125,共6页
基于非线性系统的微分几何理论,应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型,由此提出了电感电流和输出电容电... 基于非线性系统的微分几何理论,应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型,由此提出了电感电流和输出电容电压解耦控制策略。研究结果表明,Buck变换器通过状态反馈实现精确线性化得到的非线性控制策略,比现有的PI控制有更好的动态响应调节和稳态误差调节特性。同时说明状态反馈精确线性化能对Buck变换器这类分段线性系统实现完全解耦控制,从而具有一般性理论和实际意义。 展开更多
关键词 CCM BUCK变换器 状态反馈 线性 线性解耦控制 脉冲模型积分法
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轻型高压直流输电系统的动态建模及非线性解耦控制 被引量:52
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作者 严干贵 陈涛 +3 位作者 穆钢 刘文华 李军徽 黄亚峰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期45-50,共6页
轻型高压直流输电是基于脉宽调制电压源型换流器的新一代直流输电,具有功率控制灵活、可向有源和无源网络输电、产生的谐波含量小等优点。建立了基于同步旋转坐标系下的轻型高压直流输电系统的动态模型,采用反馈线性化方法设计了非线性... 轻型高压直流输电是基于脉宽调制电压源型换流器的新一代直流输电,具有功率控制灵活、可向有源和无源网络输电、产生的谐波含量小等优点。建立了基于同步旋转坐标系下的轻型高压直流输电系统的动态模型,采用反馈线性化方法设计了非线性解耦控制器,实现输送有功、无功功率的独立控制。应用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对轻型直流输电系统的功率调节控制原理进行了仿真分析,对模型和控制器的有效性进行了多角度验证。 展开更多
关键词 电压源型换流器(VSC) 轻型高压直流输电 反馈线性 线性解耦控制 输配电工程
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基于气隙磁场定向的无轴承异步电机非线性解耦控制 被引量:38
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作者 邓智泉 张宏全 +1 位作者 王晓琳 严仰光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期19-24,共6页
无轴承异步电机是一个强耦合的非线性复杂系统 ,实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的解耦控制是该电机稳定运行的前提。本文在研究电机磁悬浮机理的基础上 ,利用电枢绕组气隙磁场定向控制来实现两者之间的动态解耦控制。实验证明该控制算... 无轴承异步电机是一个强耦合的非线性复杂系统 ,实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的解耦控制是该电机稳定运行的前提。本文在研究电机磁悬浮机理的基础上 ,利用电枢绕组气隙磁场定向控制来实现两者之间的动态解耦控制。实验证明该控制算法不仅能实现电机稳定的悬浮 。 展开更多
关键词 气隙磁场定向 无轴承异步电机 线性解耦控制 电枢绕组 高速电机
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磁浮列车搭接结构的非线性解耦控制 被引量:9
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作者 刘恒坤 郝阿明 常文森 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期899-902,共4页
磁浮列车的搭接结构是一个多输入多输出的非线性系统,对该系统进行稳定控制是确保磁浮列车可靠性的关键.本文采用微分几何方法对系统解耦;采用反馈线性化方法对解耦后的系统进行线性化,确保了系统的全局稳定性;对线性化之后的系统采用... 磁浮列车的搭接结构是一个多输入多输出的非线性系统,对该系统进行稳定控制是确保磁浮列车可靠性的关键.本文采用微分几何方法对系统解耦;采用反馈线性化方法对解耦后的系统进行线性化,确保了系统的全局稳定性;对线性化之后的系统采用极点配置的方法进行控制律设计,使系统的动态性能达到一定的指标;最后给出了应用此方法的一个实际例子. 展开更多
关键词 磁悬浮列车 线性解耦控制 全局稳定
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基于状态反馈精确线性化的MMC非线性解耦控制研究 被引量:16
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作者 李正 郝全睿 +1 位作者 王淑颖 管敏渊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期3646-3658,共13页
柔性直流输电中,传统闭环比例积分(proportion integral,PI)控制策略基于两电平电压源型换流器模型进行设计,对于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)并未考虑其桥臂环流和子模块电容电压动态特性的影响,以致MMC的有... 柔性直流输电中,传统闭环比例积分(proportion integral,PI)控制策略基于两电平电压源型换流器模型进行设计,对于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)并未考虑其桥臂环流和子模块电容电压动态特性的影响,以致MMC的有功、无功和环流间并未实现真正的完全解耦控制,且难以兼顾暂态响应速度和稳定性之间的平衡。鉴于以上不足,该文基于状态反馈精确线性化理论,提出一种MMC非线性解耦控制策略,给出其非线性状态反馈律的设计方法和完整控制框图,对其进行零动态稳定性分析并给出PI控制器参数的具体整定方法。该文以两端MMC-HVDC为例对分别应用传统闭环PI控制和非线性解耦控制的MMC暂态性能和抗扰动性能进行对比,仿真结果表明:相对于传统闭环PI控制,非线性解耦控制实现有功和无功间完全解耦控制,且暂态响应迅速,控制参数易于整定,具有更强的抗交直流电压扰动特性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 状态反馈精确线性 线性解耦控制 零动态稳定性 暂态响应
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基于非线性解耦控制的三相电压型SPWM逆变器 被引量:16
8
作者 邹祖冰 蔡丽娟 甘辉霞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期57-60,共4页
该文针对变速风力发电机组系统所用的三相电压型SPWM 逆变器,采用非线性变换和非线性反馈理论,建立了三相电压型 PWM 逆变器非线性数学模型,推导出其反馈线性化方程,从而得出三相电压型 PWM 逆变器有功电流和无功电流的解耦控制策略。... 该文针对变速风力发电机组系统所用的三相电压型SPWM 逆变器,采用非线性变换和非线性反馈理论,建立了三相电压型 PWM 逆变器非线性数学模型,推导出其反馈线性化方程,从而得出三相电压型 PWM 逆变器有功电流和无功电流的解耦控制策略。仿真和实验结果表明,该控制策略能较好地实现三相电压型 PWM 逆变器的解耦控制,具有较好的动态特性和较强的鲁棒性,能够提高变速风力发电机组供电质量。 展开更多
关键词 SPWM逆变器 三相电压型 变速风力发电机组 无功电流 线性解耦控制 供电质量 线性数学模型 仿真 线性反馈 线性变换
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强制循环蒸发器的非线性解耦控制 被引量:4
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作者 王永刚 李海波 柴天佑 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期2145-2152,共8页
强制循环蒸发器是一个多输入多输出的且回路间存在着较强耦合的强非线性的复杂化工过程。针对单纯的采用常规控制方法很难满足实际的工业要求的问题,在深入研究上述过程的动态特性的基础上,根据模型的结构特点,采用全局输入输出反馈线... 强制循环蒸发器是一个多输入多输出的且回路间存在着较强耦合的强非线性的复杂化工过程。针对单纯的采用常规控制方法很难满足实际的工业要求的问题,在深入研究上述过程的动态特性的基础上,根据模型的结构特点,采用全局输入输出反馈线性化的方法实现了其解耦控制,并证明了系统的零动态稳定性。通过仿真表明采用全局输入输出反馈线性化解耦方法能够有效地解决系统的强非线性对系统带来的影响,而且还能消除密度回路与液位回路间的耦合作用,该方法对提高产品质量和提高系统的蒸发效率具有重要意义。 展开更多
关键词 强制循环蒸发器 输入输出反馈线性 线性解耦
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光电稳定跟踪装置框架间非线性解耦 被引量:4
10
作者 王晓丽 段春霞 周阳 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第11期999-1002,共4页
针对光电稳定跟踪装置框架运动在非正交位置时存在的耦合现象影响稳定跟踪精度的问题,建立并分析框架间非线性耦合关系式,利用非线性解耦控制原理,证明框架间是可解耦的。运用微分几何方法实现对框架间的解耦。实验结果表明,该方法可以... 针对光电稳定跟踪装置框架运动在非正交位置时存在的耦合现象影响稳定跟踪精度的问题,建立并分析框架间非线性耦合关系式,利用非线性解耦控制原理,证明框架间是可解耦的。运用微分几何方法实现对框架间的解耦。实验结果表明,该方法可以使光电稳定装置的框架在处于非正交位置时,框架间存在的耦合值减少到原来的1/4,进而解决了框架间因耦合产生的对系统图像稳定的影响,将图像的稳定运动最小间距从2个像素提高到1个像素。 展开更多
关键词 视轴稳定 系统建模 线性解耦 微分几何
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磁浮列车的非线性解耦控制 被引量:3
11
作者 刘恒坤 郝阿明 常文森 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期46-50,共5页
为了提高磁浮列车悬浮方向的可靠性,磁浮列车采用特殊的搭接结构系统,使得每一个物理悬浮点由2个控制点进行控制,当其中一个控制点失效时,系统依然能够通过另一个控制点实现稳定悬浮。由于同一搭接结构上的2个控制点之间具有比较强的力... 为了提高磁浮列车悬浮方向的可靠性,磁浮列车采用特殊的搭接结构系统,使得每一个物理悬浮点由2个控制点进行控制,当其中一个控制点失效时,系统依然能够通过另一个控制点实现稳定悬浮。由于同一搭接结构上的2个控制点之间具有比较强的力耦合作用,因此这样的控制点不能简单作为单悬浮点进行悬浮控制,而应考虑两者之间的耦合作用。为了实现搭接结构的稳定悬浮,本文采用非线性反馈解耦的方法对系统模型进行解耦并线性化,确保了系统的全局稳定;然后对解耦线性化之后的系统采用极点配置的方法进行控制参数设计,使系统的动态性能达到一定标准;用实验和仿真结果验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 磁浮列车 线性解耦控制 全局稳定
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汽车转向/制动系统的非线性解耦内模控制 被引量:3
12
作者 李果 彭莎 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1714-1718,共5页
首先提出一个非线性控制系统研究汽车转向系统和防抱死制动系统的协同控制问题。该控制结构由转向控制器和制动控制器组成。为了确保系统全局稳定性,采用反馈线性化方法进行解耦。为了提高系统的鲁棒性并确保期望的动态性能,对解藕线性... 首先提出一个非线性控制系统研究汽车转向系统和防抱死制动系统的协同控制问题。该控制结构由转向控制器和制动控制器组成。为了确保系统全局稳定性,采用反馈线性化方法进行解耦。为了提高系统的鲁棒性并确保期望的动态性能,对解藕线性化的系统采用内模控制方法进行综合。然后设计适用于复杂工况的制动力分配策略。最后用仿真结果验证控制系统的有效性,它改善了汽车制动稳定性和转向性能。 展开更多
关键词 汽车转向制动 制动力分配 线性解耦控制 内模控制
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一种新型的并联有源滤波器非线性解耦控制方法的研究 被引量:2
13
作者 王一军 吴伟标 《现代电力》 北大核心 2012年第1期37-41,共5页
以谐波治理为研究目的,针对有源滤波器模型是存在强耦合、非线性、结构复杂的系统的问题,提出一种利用微分几何方法建立了三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型,使谐波电流与直流侧电压实现解耦,且可以独立地对其分别控制。同时提... 以谐波治理为研究目的,针对有源滤波器模型是存在强耦合、非线性、结构复杂的系统的问题,提出一种利用微分几何方法建立了三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型,使谐波电流与直流侧电压实现解耦,且可以独立地对其分别控制。同时提出了当负载发生变化存在迟滞的动态补偿方法,该方法可以很好地补偿谐波,改善功率因数,提高电网的利用率。在控制方法上利用仿射模型线性化后控制主电路,与常见控制算法对比,发现总谐波畸变率(THD)明显降低。最后,利用matlab2010b平台仿真证明了整体思路的正确性和有效性,为实现有源滤波器装置提供了可行性分析。 展开更多
关键词 线性解耦控制 负载变化 有源滤波器 线性负载 谐波治理
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红外视轴稳定系统框架间非线性解耦 被引量:1
14
作者 赵艳花 张伟民 周阳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期139-143,共5页
红外视轴稳定框架是一个三自由度的框架结构,当框架处于非正交位置时,存在耦合现象,影响系统的稳定精度。本文根据框架的动力学方程进行建模,指出框架间含有复杂的非线性耦合关系,影响视轴稳定的控制系统设计。然后利用非线性解耦控制... 红外视轴稳定框架是一个三自由度的框架结构,当框架处于非正交位置时,存在耦合现象,影响系统的稳定精度。本文根据框架的动力学方程进行建模,指出框架间含有复杂的非线性耦合关系,影响视轴稳定的控制系统设计。然后利用非线性解耦控制系统的可解耦性,通过证明得出框架间是可以解耦的。同时,运用微分几何方法实现对框架间的系统解耦。实验结果表明,本文方法可以减少红外视轴稳定框架在处于非正交位置时框架间存在的耦合,进而解决了框架间因耦合产生的对系统图像稳定的影响,提高了系统的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 视轴稳定 系统建模 线性解耦 微分几何
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柔性关节机器人非线性解耦控制 被引量:1
15
作者 胡建元 王敏 黄心汉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期366-370,共5页
本文提出了一种柔性关节机器人模型的非线性解耦控制规律,并给出了全局线性化系统的变换方程.
关键词 机器人 线性解耦 柔性关节机器人
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基于白鲨优化极限学习机的三维力传感器非线性解耦 被引量:9
16
作者 孙世政 庞珂 +1 位作者 于竞童 陈仁祥 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期2664-2674,共11页
针对三维力传感器维间耦合干扰问题,以基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的一体式三维力传感器为研究对象,提出了一种基于白鲨优化算法的优化极限学习机(White Shark Optimizer-Extreme Learning Machine,WSO-ELM)的非线性... 针对三维力传感器维间耦合干扰问题,以基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的一体式三维力传感器为研究对象,提出了一种基于白鲨优化算法的优化极限学习机(White Shark Optimizer-Extreme Learning Machine,WSO-ELM)的非线性解耦算法。首先,设计了基于FBG的一体式三维力传感器,阐明该传感器波长漂移量与三维力的映射关系;然后,搭建静态标定实验系统,分析三维力耦合特征,并建立WSO-ELM算法三维力传感器解耦模型,利用白鲨优化算法(White Shark Optimizer,WSO)稳定、高效特点优化模型,寻找ELM神经网络隐含层神经元数与解耦时间的最佳参数组合,开展基于WSO-ELM的三维力传感器非线性解耦研究;最后,该传感器解耦后最大平均I类误差达到0.51%,最大平均II类误差达到0.65%,实现了基于WSO-ELM的三维力非线性解耦。为验证解耦效果,将WSO-ELM算法与极限学习机神经网络模型、反向传播神经网络、最小二乘法解耦效果进行对比实验。实验结果表明:WSO-ELM算法具有较好的解耦效果,能有效构建三维力维间耦合关系,同时降低传感器耦合干扰,提高传感器的测量精度,具有良好的非线性解耦能力。 展开更多
关键词 白鲨优化算法 线性解耦 三维力传感器 光纤布拉格光栅 极限学习机算法
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电力电子化电力系统暂态稳定分析新框架:基于耦合因子的非线性解耦方法 被引量:16
17
作者 夏杨红 韦巍 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期5102-5112,共11页
不同于以同步机为主导的传统电力系统,电力电子化电力系统的惯性较低。当受到扰动时系统的状态变量极易发生较大范围的变化,使得系统面临着严重的暂态稳定性问题。然而,长期以来,对于电力电子化电力系统的暂态稳定性缺乏有效的分析工具... 不同于以同步机为主导的传统电力系统,电力电子化电力系统的惯性较低。当受到扰动时系统的状态变量极易发生较大范围的变化,使得系统面临着严重的暂态稳定性问题。然而,长期以来,对于电力电子化电力系统的暂态稳定性缺乏有效的分析工具。针对此问题,提出基于耦合因子的非线性解耦方法来进行暂态稳定分析。所提基于耦合因子的非线性解耦方法充分借鉴解耦思路,将原高阶非线性系统近似地转化为一系列解耦的一阶二次和二阶二次子系统。在解耦空间中,针对这些低阶二次非线性子系统,可以利用现有的分析工具对其进行详细地暂态稳定分析,从而可以间接地反映原系统的暂态稳定性。为有效指导非线性解耦,相应地提出耦合因子的概念,用以评价系统状态变量之间的耦合程度,便于最终确立解耦空间中的系统结构。基于耦合因子的非线性解耦方法普适性广,对所研究的电力电子化电力系统结构无特殊要求,以期成为一种新的暂态稳定分析框架。最后,通过一个直流微电网算例,对所提基于耦合因子的非线性解耦方法的有效性进行验证。 展开更多
关键词 暂态稳定性 耦合因子 线性解耦 二次非线性系统 电力电子化电力系统
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通过非线性解耦实现绕欧拉特征轴旋转的姿态控制系统 被引量:6
18
作者 陈有余 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第3期81-87,共7页
利用四元数反馈,就不需要测量三个欧拉角,从而避免结构上和原理上所带来的麻烦,而且可以实现绕欧拉特征轴的大角度机动。绕欧拉特征轴旋转的角行程是最短的。但是,要实现这种机动,姿态控制系统必须是解耦的。
关键词 线性解耦 欧拉特征轴 姿态控制系统 航天器
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基于逆系统的光电平台非线性解耦控制 被引量:1
19
作者 于洋 张红刚 +1 位作者 高军科 左守印 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第3期95-100,共6页
针对两轴两框架光电平台电机存在的非线性以及方位与俯仰轴系之间互相影响产生的耦合对控制精度的影响,提出一种基于逆系统的光电平台非线性解耦控制方法。根据两轴光电平台方位与俯仰框架的动力学模型,建立状态空间方程,然后设计逆系统... 针对两轴两框架光电平台电机存在的非线性以及方位与俯仰轴系之间互相影响产生的耦合对控制精度的影响,提出一种基于逆系统的光电平台非线性解耦控制方法。根据两轴光电平台方位与俯仰框架的动力学模型,建立状态空间方程,然后设计逆系统,获取系统的状态变量,并将逆系统与原系统进行串联得到一个伪线性系统,使原来的单个耦合非线性多输入多输出系统转换为两个线性解耦单输入单输出子系统,以消除方位俯仰轴系之间存在的非线性强耦合。在Matlab中建立系统仿真平台,仿真结果表明,所设计的基于逆系统的光电平台非线性解耦方法可以有效减小方位与俯仰轴系之间的耦合,提升平台系统的稳定精度。 展开更多
关键词 光电平台 逆系统 线性解耦控制 解耦
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基于SSA-GB-ELM的并联式六维加速度传感器非线性解耦 被引量:2
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作者 郝喆 于春战 +3 位作者 张佳林 席攀峰 窦琢仑 孙治博 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期106-114,共9页
六维加速度传感器的高精度测量可有效提高底盘防倾翻控制系统的控制效果,但并联式弹性元件的维间耦合会给传感器带来非线性误差,采用极限学习机算法进行标定解耦可以有效提高传感器的测量精度。但传统极限学习机非线性解耦算法精度较低... 六维加速度传感器的高精度测量可有效提高底盘防倾翻控制系统的控制效果,但并联式弹性元件的维间耦合会给传感器带来非线性误差,采用极限学习机算法进行标定解耦可以有效提高传感器的测量精度。但传统极限学习机非线性解耦算法精度较低,使用麻雀搜索算法可以获得极限学习机的最佳初始权值、阈值。同时,将最大类间方差法融入到麻雀算法优化的极限学习机中,可以探索六维加速度传感器固有耦合关系,把传统极限学习机黑箱模型转换为灰箱模型,从而提出一种麻雀搜索优化灰箱极限学习机(sparrow search algorithm-gray box-extreme learning machine, SSA-GB-ELM)的解耦算法。通过实验验证,使用该算法的并联式六维加速度传感器非线性解耦精度显著提高,Ⅰ类误差最大为0.023%,Ⅱ类误差最大为0.046%,解耦时间为1.095 s,可以高效解决六维加速度传感器非线性耦合问题。 展开更多
关键词 线性解耦 六维加速度传感器 极限学习机 麻雀搜索算法 最大类间方差
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