检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：邓丹西安理工大学

学位级别：硕士

孤岛交流微电网中作为分布式电源的清洁可再生能源渗透率较高时,并网变流器通常采用下垂控制。由于线路参数不匹配,这些分布式电源输出的无功功率不能按容量比例进行分配,不仅降低了电源的利用率,甚至会引起无功环流。另外由于微电网中... 详细信息

孤岛交流微电网中作为分布式电源的清洁可再生能源渗透率较高时,并网变流器通常采用下垂控制。由于线路参数不匹配,这些分布式电源输出的无功功率不能按容量比例进行分配,不仅降低了电源的利用率,甚至会引起无功环流。另外由于微电网中采用下垂控制的分布式电源不能等效为PV、PQ或平衡节点,因此无法直接基于传统的潮流算法进行微电网的潮流优化。本文首先通过分析两种连接形式的分布式电源之间无功功率的分配机理,给出在下垂控制中加入满足电压约束和稳定性约束的虚拟阻抗解决方案。然后设计适用于包含下垂控制分布式电源的微电网稳态潮流算法,并以此为工具应用虚拟阻抗对微电网的潮流进行优化调控,使其在满足各个分布式电源按容量比分配无功的前提下,实现运行网损最小。具体的研究内容如下: 首先,针对直接并联结构的分布式电源,通过分析发现线路阻抗的不匹配会引起相关节点电压的不匹配,进而造成分布式电源之间的无功功率分配不按容量比例。通过在控制中加入合适的虚拟阻抗可以有效解决这个问题。进一步针对微电网中更具一般性的网状并联结构分布式电源,基于无功功率分配机理的分析,给出实现电源之间无功功率按容量比分配的虚拟阻抗取值约束。同时建立网状并联结构分布式电源系统的小信号模型,基于电压约束和系统稳定性分析获得虚拟阻抗的取值范围。其次,基于下垂控制的工作特性,建立包含下垂控制分布式电源的微电网稳态潮流模型,并对包括下垂系数在内的各个变量进行完全标幺化。根据该完全标幺化模型可以准确计算出微电网的稳态潮流。以该潮流算法为基础,以微电网网损最小为优化目标,在满足电压幅值约束、系统稳定性约束和电源间无功功率按容量比分配约束等条件下,应用粒子群算法对虚拟阻抗取值进行寻优,以实现利用虚拟阻抗对微电网的潮流进行优化调节。最后,分别在MATLAB和实验平台上验证本文所给的微电网的潮流算法以及基于虚拟阻抗的分布式电源无功功率分配和微电网潮流优化控制等方法的有效性和准确性。

关键词：网状并联结构虚拟阻抗无功功率分配潮流计算潮流优化

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一种优化的PMSM模型预测控制成本函数调整方法

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微电机 2021年第4期54卷 103-107页

作者：王有云刘平童林林覃思雨大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

为提高PMSM的电流控制精度,提出了一种优化的PMSM模型预测控制成本函数调整方法。基于传统成本函数引入定子电流幅值限制项以及开关状态限制项,对dq轴电流的控制进行优化,提高PMSM驱动系统电流控制的稳定性和精确性。仿真结果表明,所提... 详细信息

为提高PMSM的电流控制精度,提出了一种优化的PMSM模型预测控制成本函数调整方法。基于传统成本函数引入定子电流幅值限制项以及开关状态限制项,对dq轴电流的控制进行优化,提高PMSM驱动系统电流控制的稳定性和精确性。仿真结果表明,所提方法相较于传统预测电流控制算法提高了电流控制精度,具备更快的动态响应速度和更强的抗负载扰动能力。

关键词：永磁同步电机模型预测控制电流控制成本函数

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基于模糊无迹卡尔曼滤波算法的锂电池SOC估计

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电源技术 2020年第3期44卷 333-336,356页

作者：安昌祖张蕊萍张小周刘浩董海鹰兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 天水电气传动研究所有限责任公司甘肃天水741000

针对未知噪声条件下在线估计锂电池荷电状态精度低的问题,提出了将无迹卡尔曼滤波算法与模糊推理相结合的模糊无迹卡尔曼滤波算法。为了验证算法的有效性,首先建立了适应于FUKF估计SOC的二阶电池模型,在此基础上,采用离线的参数辨识方... 详细信息

针对未知噪声条件下在线估计锂电池荷电状态精度低的问题,提出了将无迹卡尔曼滤波算法与模糊推理相结合的模糊无迹卡尔曼滤波算法。为了验证算法的有效性,首先建立了适应于FUKF估计SOC的二阶电池模型,在此基础上,采用离线的参数辨识方法辨识模型中相应的参数并进行模型精确度验证,其次设计实验对比模糊无迹卡尔曼滤波方法与传统EKF、UKF方法的估算精度,实现FUKF方法精确度验证。实验结果表明在未知噪声条件下估算SOC,FUKF方法误差小于0.5%,EKF、UKF方法误差在0.5%~1%之间波动,FUKF方法较UKF方法具有收敛速度快、估算精度高的优点。

关键词：锂电池 SOC估计模糊推理模糊无迹卡尔曼滤波参数辨识

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石油钻机微电网混合储能系统的协调控制策略

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电气传动 2020年第2期50卷 82-87页

作者：张振中王鹏霄杨新华大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741000 兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心甘肃兰州730050

针对石油钻机复杂的地质环境易形成跳钻或溜钻现象,提出将混合储能应用于石油钻机微电网以改善电能质量。基于蓄电池和超级电容不同的储能特性,为使功率合理分配,提出一种自适应滤波常数的控制策略。该策略根据储能装置的工作状态实时... 详细信息

针对石油钻机复杂的地质环境易形成跳钻或溜钻现象,提出将混合储能应用于石油钻机微电网以改善电能质量。基于蓄电池和超级电容不同的储能特性,为使功率合理分配,提出一种自适应滤波常数的控制策略。该策略根据储能装置的工作状态实时修正输出功率,并设置了过充过放及最大限值保护,使储能单元运行在合理区间。仿真结果表明该策略提高了储能装置的性能,延长了储能装置的运行寿命,且增加了石油钻机微电网系统的稳定性。

关键词：石油钻机混合储能系统超级电容蓄电池协调控制

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PSR反激式变换器数字化恒流控制策略研究

PSR反激式变换器数字化恒流控制策略研究

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作者：王群杰北方民族大学

学位级别：硕士

近年来,反激式变换器因其变压器电感取值灵活、能够实现升降压同步、具有电气隔离功能等优势,在LED等要求高质量恒流输入特性的驱动电路设计中备受青睐。在电子产品高度智能化、集成化的发展进程中,数字化电源因其灵活的可编程性以及更... 详细信息

近年来,反激式变换器因其变压器电感取值灵活、能够实现升降压同步、具有电气隔离功能等优势,在LED等要求高质量恒流输入特性的驱动电路设计中备受青睐。在电子产品高度智能化、集成化的发展进程中,数字化电源因其灵活的可编程性以及更加精简的电路设计方案等优点,使其更加符合现代产品的设计需求。因而,开关电源的数字化实现逐渐成为当前电力电子学科的一个重要的研究分支。本文以反激式变换器为主电路拓扑,提出一种数字化控制策略,据此设计了一款原边反馈反激式数字控制恒流驱动电路。论文主要工作如下:(1)在分析反激式变换器工作原理的基础上,首先讨论了CCM/DCM工作模式下该变换器关键器件的工作特性,然后对原边反馈反激式变换器进行了功率级电路设计;最后,采用MATLAB/Simulink软件验证了DCM工作模式下功率级电路设计的合理性及正确性。(2)推导了驱动电路的软启动/恒流切换依据,给出了恒流控制原理,构建了数字控制器内部的模块结构。软启动/恒流切换模块的设置可以有效抑制浪涌电流、确保反激式变换器平稳进入恒流状态;基于恒流控制原理设计的去磁时间采样及计数器调制模块,与控制信号生成模块协同工作,达到了自动调节开关导通信号的目的。(3)在Quartus II中通过Verilog HDL语言编写了各模块的代码,利用Model Sim验证了各模块的逻辑功能,同时形成了数字控制器的HDL模块;通过Simulink构建了原边反馈AC-DC反激式数字控制恒流LED驱动电路的仿真模型;利用Model Sim与Simulink搭建了联合仿真实验平台,通过利用多软件联调以验证设计方案的可行性。研究结果表明,驱动电路运行在恒流状态时数字控制器的去磁时间与开关周期比值恒定,输出恒流2A,纹波约为2.3%,达到了设计指标。综上所述,本文所设计的驱动电路可以稳定可靠工作,恒流精度完全满足LED的应用需求。

关键词：数字控制 LED驱动反激式变换器恒流输出联合仿真

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基于多尺度排列熵和改进多分类相关向量机的滚动轴承故障诊断方法

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电子测量与仪器学报 2020年第2期32卷 20-28页

作者：陈鹏赵小强朱奇先 .兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室天水741020

针对传统的时域、频域和时频域参数提取方法,难以从滚动轴承振动信号中提取出丰富的故障特征问题,提出通过多尺度排列熵提取故障特征,并结合改进的多分类相关向量机进行故障诊断的方法。由于多分类相关向量机的核函数参数不具有自适应... 详细信息

针对传统的时域、频域和时频域参数提取方法,难以从滚动轴承振动信号中提取出丰富的故障特征问题,提出通过多尺度排列熵提取故障特征,并结合改进的多分类相关向量机进行故障诊断的方法。由于多分类相关向量机的核函数参数不具有自适应选择的能力对故障诊断精度有较大影响,通过一种新智能优化算法-蝗虫优化算法改进多分类相关向量机,实现多分类相关向量机的自适应优化故障诊断。采用美国西储大学的试验数据验证表明,提出的优化故障诊断模型能够实现滚动轴承不同类型的故障诊断和不同故障程度的辨识,与粒子群优化多分类相关向量机的故障诊断模型相比,提出的故障诊断模型准确率达到了100%。

关键词：滚动轴承故障诊断多尺度排列熵多分类相关向量机蝗虫优化算法

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准Z源逆变器无权重系数模型预测控制研究

准Z源逆变器无权重系数模型预测控制研究

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作者：童林林湖南大学

学位级别：硕士

准Z源逆变器(quasi-Z-source inverter,q ZSI)作为一种新型的逆变器拓扑,具有输入电流连续、允许桥臂直通、能够进行升降压调节等优点,在电动汽车、光伏、风电等领域前景广阔。与此同时,模型预测控制(Model predictive control,MPC)由... 详细信息

准Z源逆变器(quasi-Z-source inverter,q ZSI)作为一种新型的逆变器拓扑,具有输入电流连续、允许桥臂直通、能够进行升降压调节等优点,在电动汽车、光伏、风电等领域前景广阔。与此同时,模型预测控制(Model predictive control,MPC)由于具有原理简单、动态响应快、易于集成多个控制变量等优势,成为一种有效的准Z源逆变器控制算法。在传统的准Z源逆变器模型预测控制中,代价函数通常含有权重系数,但目前依然缺乏完善而又系统的权重系数设计方法和理论体系。最常用的权重系数调整方法是试错法,耗时且复杂,这已经成为阻碍模型预测控制进一步发展的关键问题。因此,本文以准Z源逆变器为研究对象,对模型预测控制策略进行了深入研究。首先,针对准Z源逆变器阐述了工作原理,建立了数学模型,并从基本原理、代价函数及权重系数设计、延时补偿以及未来参考值预测方法等方面对模型预测控制策略进行了详细介绍。其次,从基本原理和设计方法角度出发,详细分析了本文提出的准Z源逆变器无权重系数模型预测控制策略。在电感电流控制方面,推导了修正的电感电流参考值。通过比较电感电流测量值和修正的电感电流参考值之间的关系,以确定是否选择直通状态作为最优开关状态,避免了电感电流项的权重系数。在电容电压和输出电流控制方面,本文所提方法对其构造两个单独的代价函数,然后根据不同的电压矢量选择机制合理地控制电容电压和输出电流,避免了电容电压项和输出电流项的权重系数。此外,针对负载参数摄动问题,本文构建了负载参数自适应模块,推导了集总电势和集总电感的自适应律,通过自适应律实时更新预测模型,以提高系统的鲁棒性。最后,在MATLAB/SIMULINK仿真软件中搭建了仿真模型,并基于实时数字控制系统RTU-BOX搭建了实验平台,对传统模型预测控制方法和本文所提方法进行了详细对比分析。结果表明:相较于传统模型预测控制方法,本文所提方法在消除权重系数的同时,可以使得控制变量得到较好的控制,同时具备良好的输出谐波性能、抗扰动能力、鲁棒性以及较小的计算量等优点。本文提出的控制策略具有一定的通用性,不仅适用于不同拓扑电路,同时也适用于有多个约束条件的情况,能够为其它拓扑电路和控制策略提供研究思路和借鉴意义。

关键词：准Z源逆变器模型预测控制权重系数负载参数自适应

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基于SPWM的三相三电平NPC并网变换器的分岔控制

基于SPWM的三相三电平NPC并网变换器的分岔控制

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作者：刘雯西安理工大学

学位级别：硕士

三电平并网变换器作为新能源与大电网的重要连接单元,属于典型的电力电子装置。功率开关管的存在使系统呈现出强非线性特性,易发生分岔、混沌等非线性现象,严重影响到系统的安全和稳定运行。本文深入研究了三电平并网变换器的分岔现象... 详细信息

三电平并网变换器作为新能源与大电网的重要连接单元,属于典型的电力电子装置。功率开关管的存在使系统呈现出强非线性特性,易发生分岔、混沌等非线性现象,严重影响到系统的安全和稳定运行。本文深入研究了三电平并网变换器的分岔现象并对其进行控制,旨在优化设计系统的控制参数,使系统避免发生分岔现象,提高系统的可靠性。首先,本文通过频闪映射采样法,建立了二极管中点箝位(NPC)型三电平并网变换器系统的主电路拓扑、正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)以及电流解耦控制三部分的离散数学模型。根据本文建立的离散数学模型,设计了其数值模型程序。以数值模型为基础,采用分岔图、Jacobian矩阵的稳定性分析方法设计了系统比例控制器系数kp,积分控制器系数ki,以及电路参数中网侧滤波电感L、开关频率fs的分岔边界。得出结论:三电平并网变换器系统中存在高频、低频Hopf两种分岔现象。此外,本文还通过基于折叠图法的数值仿真分析法说明所设计的分岔边界的正确性,并在PSIM软件中搭建系统的电路仿真模型,验证离散模型的正确性,分岔边界设计的准确性。并据此优化设计了主电路参数及系统控制器参数。其次,本文设计状态延时反馈控制(Time Delay Feedback Control,TDFC)器来消除由于环境干扰、参数设置不当等因素导致系统产生的分岔现象。通过建立基于TDFC的NPC三电平并网变换器系统的离散数学模型,采用分岔图、Jacobian矩阵的稳定性分析方法设计了 TDFC控制器的参数,采用基于折叠图的数值仿真以及Psim电路仿真分析验证TDFC控制器设计的正确性、有效性。最后,在7.5kW功率等级的NPC三电平并网变换器实验平台上,完成NPC二电平并网变换器分岔现象分析及其分岔控制的实验,实验结果表明本文控制策略的有效性。

关键词：三电平并网变换器离散建模分岔现象分岔控制状态延迟反馈控制

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低压动态电压恢复器2种滤波器结构的比较与分析

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电力自动化设备 2019年第1期39卷 168-174,182页

作者：王有云马保慧张厚楷肖国春韩笑黎天水电气传动研究所有限责任公司大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

动态电压恢复器(DVR)是一种重要的电压跌落补偿装置,根据LC滤波器中滤波电容接入位置的不同,将DVR分为输出滤波型和电容负载并联型,2类DVR的性能及其对电网的影响是不同的。对2类DVR控制系统进行了分析和设计,并在此基础上深入研究了电... 详细信息

动态电压恢复器(DVR)是一种重要的电压跌落补偿装置,根据LC滤波器中滤波电容接入位置的不同,将DVR分为输出滤波型和电容负载并联型,2类DVR的性能及其对电网的影响是不同的。对2类DVR控制系统进行了分析和设计,并在此基础上深入研究了电网阻抗对2类DVR的稳定性和系统性能的影响,比较了应用这2类DVR对电网造成的干扰并针对电容负载并联型DVR提出了抑制该干扰的方法。

关键词：动态电压恢复器 LC滤波器电网阻抗稳定性并联电容器

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基于改进多目标布谷鸟算法的污水处理优化控制方法

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兰州理工大学学报 2020年第1期46卷 93-99页

作者：赵小强李丽娟冯小林兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学国家级电气与控制工程实验教学中心甘肃兰州730050

针对如何确定污水处理优化控制中关键变量的最优设定值,以满足出水水质达标的同时尽可能降低能耗的问题,提出一种基于改进多目标布谷鸟算法的污水处理多目标优化控制方法.首先,通过对污水处理过程的分析,建立基于神经网络的污水处理能... 详细信息

针对如何确定污水处理优化控制中关键变量的最优设定值,以满足出水水质达标的同时尽可能降低能耗的问题,提出一种基于改进多目标布谷鸟算法的污水处理多目标优化控制方法.首先,通过对污水处理过程的分析,建立基于神经网络的污水处理能耗和出水水质模型;其次,利用改进多目标布谷鸟算法同时对污水处理能耗和出水水质模型进行优化,得到溶解氧和硝态氮浓度的优化设定值;最后,利用PID控制器对关键变量的最优设定值进行跟踪控制,实现污水处理过程的多目标优化控制.仿真实验结果表明,与其他几种方法相比,所提出的方法在保证出水水质参数达标的前提下,更好地降低了污水处理过程的能耗,实现节能降耗和保护环境的目的.

关键词：污水处理优化控制基准仿真模型多目标布谷鸟算法

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