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全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源的干扰抑制离散积分滑模电流控制
1
作者
黄海宏
陈昭
王海欣
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期3141-3151,共11页
全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源的首要性能指标是快速跟踪参考信号,以输出电流实现负载线圈的励磁,对等离子体的垂直位移进行反馈控制。EAST快控电源负载线圈受装置内部部件和真空内等离子体的影响,线圈感值会出现小范围...
全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源的首要性能指标是快速跟踪参考信号,以输出电流实现负载线圈的励磁,对等离子体的垂直位移进行反馈控制。EAST快控电源负载线圈受装置内部部件和真空内等离子体的影响,线圈感值会出现小范围内慢时变波动以及线圈上存在互感电动势干扰,传统比例-积分(PI)控制方法在电流跟踪控制过程中存在不足。为了实现干扰的抑制和应对负载波动,提出一种带干扰抑制的离散积分滑模控制方法,根据系统状态方程设计离散积分滑模控制器,结合滑模干扰观测器实现集总干扰的观测,对集总干扰进行前馈补偿控制。为了抑制抖振和加快收敛速度,设计一种新型平滑饱和函数和增益自适应观测器,根据观测电流误差和跟踪电流误差自适应调整观测器增益。对比传统PI控制,仿真和实验验证了所提控制方法具有更加优良的电流跟踪特性,在输出电流超调更小的情况下动态响应更快,能够有效地抑制负载侧扰动,具有良好的鲁棒性。
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关键词
EAST快控电源
离散积分
滑模控制
滑模干扰
观测器前馈补偿
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职称材料
题名
全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源的干扰抑制离散积分滑模电流控制
1
作者
黄海宏
陈昭
王海欣
机构
合肥工业大学电气与自动化工程学院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期3141-3151,共11页
基金
国家自然科学基金区域创新发展联合基金资助项目(U22A20225)。
文摘
全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源的首要性能指标是快速跟踪参考信号,以输出电流实现负载线圈的励磁,对等离子体的垂直位移进行反馈控制。EAST快控电源负载线圈受装置内部部件和真空内等离子体的影响,线圈感值会出现小范围内慢时变波动以及线圈上存在互感电动势干扰,传统比例-积分(PI)控制方法在电流跟踪控制过程中存在不足。为了实现干扰的抑制和应对负载波动,提出一种带干扰抑制的离散积分滑模控制方法,根据系统状态方程设计离散积分滑模控制器,结合滑模干扰观测器实现集总干扰的观测,对集总干扰进行前馈补偿控制。为了抑制抖振和加快收敛速度,设计一种新型平滑饱和函数和增益自适应观测器,根据观测电流误差和跟踪电流误差自适应调整观测器增益。对比传统PI控制,仿真和实验验证了所提控制方法具有更加优良的电流跟踪特性,在输出电流超调更小的情况下动态响应更快,能够有效地抑制负载侧扰动,具有良好的鲁棒性。
关键词
EAST快控电源
离散积分
滑模控制
滑模干扰
观测器前馈补偿
Keywords
Experimental advanced superconducting Tokamak(EAST)fast control power supply
discrete integral
sliding mode control
sliding mode disturbance
observer feedforward compensation
分类号
TM91 [电气工程—电力电子与电力传动]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源的干扰抑制离散积分滑模电流控制
黄海宏
陈昭
王海欣
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
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