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基于IDA-PBC的LCL滤波并网逆变器控制 被引量:10
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作者 李敏 徐群 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期50-55,80,共7页
LCL滤波器作为并网逆变器与电网的重要接口,对开关引起的高次谐波衰减效果显著,但其存在数学模型阶数高和固有谐振峰等特点,易引起系统输出振荡。首先建立了LCL滤波三相并网逆变器的端口受控耗散哈密顿数学模型,然后提出了一种基于互联... LCL滤波器作为并网逆变器与电网的重要接口,对开关引起的高次谐波衰减效果显著,但其存在数学模型阶数高和固有谐振峰等特点,易引起系统输出振荡。首先建立了LCL滤波三相并网逆变器的端口受控耗散哈密顿数学模型,然后提出了一种基于互联与阻尼配置的无源控制策略,从理论上保证了闭环系统的渐进稳定,并可很好地满足电网对并网逆变器动静态性能和谐波抑制能力的要求。在电磁暂态综合分析程序PSCAD/EMTDC环境中,通过在理想电网和畸变不平衡电网两种情况下的仿真实验,验证了所提控制策略的正确性、有效性与鲁棒性。 展开更多
关键词 并网逆变器 LCL滤波 无源控制 互联与阻尼配置无源控制 总谐波畸变率
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LCL型逆变器的积分IDA-PBC控制策略 被引量:1
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作者 柴秀慧 张艳蕾 +2 位作者 张迪 张纯江 赵晓君 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期1-11,共11页
本文基于LCL型逆变器采用互联和阻尼分配无源控制设计控制器,针对控制模型多变量相互耦合和控制结构复杂等问题,对互联和阻尼分配无源控制(IDA-PBC)模型进行等效处理,建立IDA-PBC的去耦等效控制模型,基于该模型提出了一种注入阻尼参数... 本文基于LCL型逆变器采用互联和阻尼分配无源控制设计控制器,针对控制模型多变量相互耦合和控制结构复杂等问题,对互联和阻尼分配无源控制(IDA-PBC)模型进行等效处理,建立IDA-PBC的去耦等效控制模型,基于该模型提出了一种注入阻尼参数设计方法,推导计算注入阻尼的大小和范围;为了减小并网电流的稳态误差,在IDA-PBC的基础上引入积分控制器,并提出了一种积分IDA-PBC控制策略,动态调节时采用注入阻尼,稳态时采用积分控制,该控制策略兼顾了系统动静态性能,提高系统的全局稳定性。最后,经过实验证明了提出的参数设计方法的合理性以及改进控制策略的可行性。 展开更多
关键词 LCL型逆变器 互联和阻尼分配 去耦等效模型 积分ida-PBC控制
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协调功率控制及环流抑制的模块化多电平换流器互联阻尼配置无源控制方法研究
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作者 裘愉涛 张磊 +3 位作者 宋博阳 孟永庆 盛跃峰 黄志华 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第S01期166-178,共13页
目前,大部分模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的控制技术将功率传输与环流抑制分别进行建模和控制,难以保证系统的全局稳定性。为此,将具有全局稳定性和强鲁棒性的互联阻尼配置无源控制IDA-PBC(interconnection and... 目前,大部分模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的控制技术将功率传输与环流抑制分别进行建模和控制,难以保证系统的全局稳定性。为此,将具有全局稳定性和强鲁棒性的互联阻尼配置无源控制IDA-PBC(interconnection and damping assignment passivity-based control)方法应用于MMC的控制器设计中。在两相静止坐标系下建立MMC的数学模型和端口受控哈密顿模型,推导了IDA-PBC控制器的表达式和控制参数范围,与其他MMC控制方法不同的是,IDA-PBC控制器可以在控制功率传输的同时实现环流抑制,并可以得到控制参数取值范围,进而能够综合分析控制系统的稳定性。最后,通过仿真研究验证了所提控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 控制策略 模块化多电平换流器(MMC) 无源控制(PBC) 互联阻尼配置(ida)
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基于互联与阻尼分配框架的电液伺服系统轨迹跟踪策略
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作者 聂楸晓 陈剑 +2 位作者 龚俊杰 吴晓暄 龙雨 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第10期1865-1874,共10页
在中大型挖掘机电液伺服系统中存在复杂耦合非线性、模型不确定性,以及外部载荷不确定性等因素,都会造成挖掘机轨迹跟踪误差大,导致电液伺服系统的动态性能差。针对这一问题,提出了一种基于互联和阻尼分配(IDA)框架的反演控制器,以提高... 在中大型挖掘机电液伺服系统中存在复杂耦合非线性、模型不确定性,以及外部载荷不确定性等因素,都会造成挖掘机轨迹跟踪误差大,导致电液伺服系统的动态性能差。针对这一问题,提出了一种基于互联和阻尼分配(IDA)框架的反演控制器,以提高挖掘机工作装置在挖掘任务中的跟踪性能,并加强其鲁棒性。首先,利用先导阀、阀控非对称缸和阀控非对称缸模型构建了电液伺服系统的状态空间模型,并进一步基于哈密顿理论将该状态空间模型构造为具有扰动的三阶开环端口哈密顿系统(pH)。根据从pH系统中获得的互联矩阵和阻尼矩阵结构,逐步设计了虚拟控制信号,得到了控制律;然后,构造了一个匹配方程,以简化在其他系统上的设计和计算过程,并将期望的能量函数作为候选李雅普诺夫函数,根据李雅普诺夫稳定性定理证明了闭环系统在期望轨迹上的收敛性和稳定性;最后,以挖掘机铲斗及其电液伺服系统为对象,采用数值仿真实验验证了基于IDA框架的反演控制算法的轨迹跟踪性能。研究结果表明:在不考虑模型不确定性的情况下,所提出的控制器与其他三种控制器相比,在位置控制上的收敛速度可提高1.9%~6.3%;在轨迹跟踪上可保持优秀的收敛速度,且最大跟踪误差降低70%~81%;在模型不确定和时变负载的情况下,所提出的控制器与其他三种控制器相比,面对冲击时的最大跟踪误差仅增加0.004 m,调节所需控制输入降低4%~20%。这表明上述控制算法具有更优秀的综合跟踪性能和更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 挖掘机 电液伺服系统 铲斗系统 先导系统模型 阀控非对称缸模型 互联阻尼分配的无源控制(ida-PBC) 反演控制器
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基于PCHD模型的柔性直流输电鲁棒控制 被引量:7
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作者 范心明 管霖 +3 位作者 夏成军 饶宏 许树楷 李立浧 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第15期40-46,共7页
基于柔性直流输电系统的数学模型与端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)方程建立了换流器三相坐标系下的PCHD模型,并导出了换流器在dq旋转坐标系下的PCHD模型,证明了换流器的严格无源性。通过配置连接矩阵与阻尼矩阵构造期望能量函数,并确立为Ly... 基于柔性直流输电系统的数学模型与端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)方程建立了换流器三相坐标系下的PCHD模型,并导出了换流器在dq旋转坐标系下的PCHD模型,证明了换流器的严格无源性。通过配置连接矩阵与阻尼矩阵构造期望能量函数,并确立为Lyapunov函数。通过注入阻尼矩阵消除了换流器直流侧等效电阻对系统的影响。由期望平衡点、状态变量及互联和阻尼分配无源性(IDA-PB)控制原理设计了换流器的IDA-PB控制器。在不同的运行条件下用PSCAD/EMTDC软件对控制系统进行了仿真,结果表明所提出的控制策略具有良好的动、静态性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 柔性直流输电 稳定控制 鲁棒控制 端口受控耗散哈密尔顿模型 无源性 阻尼注入 互联和阻尼分配无源性控制
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电容中点式三相四线制SAPF基于PCHD模型的无源控制策略 被引量:4
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作者 何睿钦 杨宁 +2 位作者 崔承刚 郭卫民 陈辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3266-3274,共9页
针对三相三线制并联型有源滤波器(SAPF)在电网不平衡时需对正、负、零序分量进行分别控制等缺点,选择电容中点式三相四线制SAPF为研究对象,同时利用其无源性提出一种基于端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型的非线性无源控制策略。首先,... 针对三相三线制并联型有源滤波器(SAPF)在电网不平衡时需对正、负、零序分量进行分别控制等缺点,选择电容中点式三相四线制SAPF为研究对象,同时利用其无源性提出一种基于端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型的非线性无源控制策略。首先,根据被控对象在dq0坐标系下的数学模型得到其PCHD数学模型;然后,采用互联和阻尼分配(IDA)法设计了SAPF的无源控制器;最后,根据直流侧的总电压和差压对补偿电流有所影响,设计了基于PI控制的SAPF外环电压控制器。仿真及实验结果表明,所设计的基于PCHD模型的电容中点式三相四线制SAPF能够实现电网平衡/不平衡情况下的电流低谐波、直流侧电压稳定及中点电压平衡;同时,与传统的双环PI控制策略相比,具有较好的补偿效果和响应速度。 展开更多
关键词 并联型有源滤波器 三相四线制 电容中点式 电网不平衡 端口受控耗散哈密顿模型 互联和阻尼分配
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基于电流解耦的表贴式永磁同步电机无源控制研究 被引量:2
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作者 樊峰宇 周兆忠 +1 位作者 赵颖 汪骏 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期731-738,共8页
为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首... 为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首先,根据能量平衡原理和电压前馈解耦控制,构建基于电流解耦的表贴式永磁同步电机端口受控耗散哈密顿系统(port control Hamilton system with dissipation, PCHD)模型。然后,通过互联和阻尼配置的无源控制(interconnection and damping assignment passivity-based control, IDA-PBC)方法,完成表贴式永磁同步电机无源控制器的设计,并在设计过程中引入了电压前馈解耦控制,消除了d轴、q轴电流的耦合关系,使期望互联矩阵的未知参数由3个减少为1个。最后,搭建表贴式永磁同步电机测试平台进行实验验证。实验结果表明,当表贴式永磁同步电机的电流环采用基于电流解耦的无源控制器时,q轴电流响应频率由小于250 Hz增大为大于333 Hz;额定转速下的转速响应时间由0.16 s减小为0.11 s,超调量由2.0%减小为0.6%,稳态误差由5.98 r/min减小为1.15 r/min。研究结果可为永磁同步电机的无源控制器设计提供新思路。 展开更多
关键词 无源控制 电流解耦 永磁同步电机 电压前馈解耦 端口受控耗散哈密顿系统(PCHD) 互联和阻尼配置(ida)
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