DAB储能变换器双闭环模型预测控制与PI补偿控制策略研究

1

作者 陈桂涛 宋晨飞 +2 位作者 刘飞飞 黄伯雄 孙向东 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-9,共9页

针对直流微电网中分布式电源输入输出功率不稳定造成的直流母线电压波动问题,鉴于双有源桥(DAB)储能变换器具有能量双向流动的特点,提出一种基于内模原理的双闭环模型预测控制策略。在分析DAB变换器扩展移相调制原理与特性基础上,重点... 针对直流微电网中分布式电源输入输出功率不稳定造成的直流母线电压波动问题,鉴于双有源桥(DAB)储能变换器具有能量双向流动的特点,提出一种基于内模原理的双闭环模型预测控制策略。在分析DAB变换器扩展移相调制原理与特性基础上,重点研究电压外环和电流内环的模型预测控制策略。针对模型预测控制性能依赖电路参数准确度问题,分别从电路主要参数失配对功率传输和直流母线稳压的影响两个角度出发,深入分析模型参数敏感度。最终设置直流母线电压稳态误差灵敏度区,在误差灵敏度区外仅采用双闭环模型预测控制以保证系统的动态响应性能,在误差灵敏度区内采用双闭环模型预测控制和PI补偿控制以消除系统稳态误差。搭建实验平台进行实验验证,结果表明:在系统受到扰动时,DAB储能变换器可实现快速地充放电对系统进行补偿,混合控制策略可快速保持母线电压的稳定,实现系统功率均衡,增强系统抗扰能力。 展开更多

关键词 微电网 变换器 直流母线电压波动 双有源桥 扩展移相 双闭环模型预测控制 pi补偿控制

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积分加纯滞后系统的双预测PI控制及其应用 被引量：11

2

作者 任正云 张红 邵惠鹤 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期311-314,320,共5页

Smith预估控制器控制积分加大纯滞后过程时,鲁棒稳定性差,输出存在静态余差,无实际应用价值.提出了一类基于该过程的双预测PI控制器:具有内环和外环两种预测PI控制器.内环将系统稳定,外环消除输入干扰的影响和改善控制系统的动态性能.... Smith预估控制器控制积分加大纯滞后过程时,鲁棒稳定性差,输出存在静态余差,无实际应用价值.提出了一类基于该过程的双预测PI控制器:具有内环和外环两种预测PI控制器.内环将系统稳定,外环消除输入干扰的影响和改善控制系统的动态性能.这种控制器结构简单,可调参数少,参数的调节方便、直观.仿真和实际应用表明:在干扰和模型失配的情况下,此类控制器仍然具有良好的控制性能和鲁棒稳定性能,是一种值得在实际工程中推广应用的新型控制器. 展开更多

关键词 双预测pi(dppi) 积分加纯滞后 SMITH预估器

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一类非自衡加纯滞后系统的双预测PI控制 被引量：7

3

作者 任正云 邵惠鹤 张立群 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期459-461,473,共4页

提出了一类基于非自衡加大纯滞后过程的双预测PI控制器的结构形式.这种控制器结构简单,可调参数少,参数的调节方便、直观.仿真结果表明:在干扰和模型失配的情况下,此类控制器仍具有良好的控制性能和鲁棒稳定性,是一种值得在实际工程中... 提出了一类基于非自衡加大纯滞后过程的双预测PI控制器的结构形式.这种控制器结构简单,可调参数少,参数的调节方便、直观.仿真结果表明:在干扰和模型失配的情况下,此类控制器仍具有良好的控制性能和鲁棒稳定性,是一种值得在实际工程中推广应用的新型控制器. 展开更多

关键词 双预测pi(dppi) 非自衡加纯滞后 SMITH预估器

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基于双预测PI的润滑脂反应釜先进控制与应用

4

作者 李敏 任正云 《中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术》 2018年第1期00295-00297,共3页

针对润滑脂反应釜加热系统是一个大滞后、多干扰、不稳定的大热容过程,采用传统PID闭环控制无法现达到理想的温度控制效果,对于过程对象的纯滞后与干扰,采取预测PI的控制算法对润滑脂反应釜加热系统的进出口导热油的温度进行控制。区别... 针对润滑脂反应釜加热系统是一个大滞后、多干扰、不稳定的大热容过程,采用传统PID闭环控制无法现达到理想的温度控制效果,对于过程对象的纯滞后与干扰,采取预测PI的控制算法对润滑脂反应釜加热系统的进出口导热油的温度进行控制。区别于主、副回路采用简单PI控制算法的传统双重控制算法,基于双预测PI的控制算法在主控制回路中采用预测PI控制算法,使其不仅具有传统控制算法的优点而且有效的避免了PI控制算法调节速度慢、波动大的缺点。实际应用证明采用基于双预测PI的控制算法可以降低润滑脂反应釜加热系统的进出口导热油温度的波动幅度,提高了润滑脂的合格率和生产效率。 展开更多

关键词 润滑脂反应釜加热系统 导热油的温度控制 基于双预测pi的控制

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非线性时滞系统双阶段神经网络的改进广义预测控制

5

作者 周媛奉 陈宽文 +5 位作者 胡婷婷 刘朋远 丁海丽 梁飞 王一凡 张腾飞 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期567-576,共10页

针对一类工业控制系统中存在的非线性、大时滞等情况,提出一种基于双阶段神经网络的改进隐式广义预测控制方法。首先,设计了一种基于快速回归算法和蝙蝠算法的双阶段神经网络模型,用于对非线性时滞系统进行建模,避免非线性系统下的模型... 针对一类工业控制系统中存在的非线性、大时滞等情况,提出一种基于双阶段神经网络的改进隐式广义预测控制方法。首先,设计了一种基于快速回归算法和蝙蝠算法的双阶段神经网络模型,用于对非线性时滞系统进行建模,避免非线性系统下的模型失配问题;其次,采用比例积分(proportional integration, PI)结构优化广义预测控制目标函数设计,提高隐式广义预测控制性能;同时,改进控制增量选取策略,利用所预测的未来控制增量修正当前时刻控制增量;最后,将所设计的预测模型和预测控制方法应用于一个数值案例和锅炉燃烧系统,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 非线性系统 时滞 双阶段神经网络 pi控制 广义预测控制

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模型预测控制的新能源汽车升压充电系统控制研究

6

作者 贾超 蒋晓明 刘晓光 《机电工程技术》 2025年第1期123-127,134,共6页

以新能源汽车驱动复用式升压充电系统中三相交错并联Boost变换器为研究对象,针对系统在运行过程中动态响应速度慢、稳态特性差等问题,引入模型预测控制算法,对其展开研究分析。以单相Boost电路工作为例,建立了系统状态空间方程,并通过... 以新能源汽车驱动复用式升压充电系统中三相交错并联Boost变换器为研究对象,针对系统在运行过程中动态响应速度慢、稳态特性差等问题,引入模型预测控制算法,对其展开研究分析。以单相Boost电路工作为例,建立了系统状态空间方程,并通过离散化处理建立了预测电流模型。根据变换器控制系统的运行约束和性能指标,确定了适当的目标价值函数,并计算出最小化目标函数值的最优占空比表达式。最后,利用MATLAB/Simulink构建了变换器仿真模型,验证了所提出的控制策略的可行性,并针对变换器输出电压响应速度慢、电压超调以及抗干扰性能差等问题与PI双闭环控制策略进行对比分析。仿真结果显示,相较于传统PI控制系统,模型预测控制系统的电压调节时间提升了62.3%,且无明显超调;当输入电压和负载发生扰动时,其电压偏差值分别降低了56.3%和85.8%,稳态时间分别提升了37.3%和51.3%。由此可知,该所设计模型预测控制器能够满足升压充电系统应用需求,具有更好的动态响应、稳态特性以及鲁棒性能。 展开更多

关键词 新能源汽车 交错并联 BOOST变换器 pi双闭环控制 模型预测控制

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直驱永磁同步风力发电机灰色预测PI控制 被引量：2

7

作者 王明东 何胜祥 +1 位作者 李晓蕾 李忠文 《水电能源科学》 北大核心 2021年第5期189-192,共4页

随着高性能优质永磁材料的研发和大功率变流技术的发展,直驱式永磁同步风力发电机(D-PMSG)得到越来越多的应用,风电系统具有的时变性和非线性使得传统的控制方法很难取得令人满意的控制效果。为此,基于D-PMSG机侧PI控制,在最大功率点跟... 随着高性能优质永磁材料的研发和大功率变流技术的发展,直驱式永磁同步风力发电机(D-PMSG)得到越来越多的应用,风电系统具有的时变性和非线性使得传统的控制方法很难取得令人满意的控制效果。为此,基于D-PMSG机侧PI控制,在最大功率点跟踪(MPPT)下,提出一种灰色预测与传统PI控制相结合的方法,搭建了包括D-PMSG和灰色预测PI控制器的风电控制系统仿真模型。仿真结果表明,与传统的PI控制相比,灰色预测PI控制具有响应更快、鲁棒性更好、超调量更小等优点。 展开更多

关键词 直驱式永磁同步风力发电机 pi控制 灰色预测 双闭环控制 MPPT

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双Buck逆变器模型预测电流控制的研究 被引量：1

8

作者 李阳 洪翌晨 卢志钢 《电气自动化》 2019年第4期43-45,103,共4页

传统模型预测电流控制存在开关频率不固定、电流脉动较大等问题,使得系统输出性能受到影响。为此,研究一种基于双Buck全桥逆变器电压外环PI控制及电流内环模型预测电流控制的双环控制策略,且针对电感电流脉动较大问题,提出一种改进方案... 传统模型预测电流控制存在开关频率不固定、电流脉动较大等问题,使得系统输出性能受到影响。为此,研究一种基于双Buck全桥逆变器电压外环PI控制及电流内环模型预测电流控制的双环控制策略,且针对电感电流脉动较大问题,提出一种改进方案,即在单个采样周期内根据最小电流误差原则对不同开关状态的作用时间进行分配。仿真和试验结果表明,采用改进后的模型预测电流控制能有效减小电感电流脉动,提高输出波形质量。 展开更多

关键词 双Buck全桥逆变器 双环控制 pi控制 模型预测电流控制 电流脉动

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基于模型预测的三电平PWM变流器直接功率控制 被引量：3

9

作者 李慧敏 李慧 范新桥 《发电技术》 2019年第2期128-133,共6页

为了满足脉宽调制型变流器功率响应速度快以及绝缘栅双极型晶体管开关频率恒定等要求,提出了基于模型预测的直接功率控制策略用于三电平PWM变流器。该控制策略采用电压外环、功率内环的双闭环控制,外环省略了锁相环环节,简化了控制系统... 为了满足脉宽调制型变流器功率响应速度快以及绝缘栅双极型晶体管开关频率恒定等要求,提出了基于模型预测的直接功率控制策略用于三电平PWM变流器。该控制策略采用电压外环、功率内环的双闭环控制,外环省略了锁相环环节,简化了控制系统结构;内环无需PI调节器,参数设计简单,响应速度快。利用MATLAB/SIMULINK仿真平台搭建了三电平中性点箝位型PWM变流器模型,对比分析了提出的控制策略与传统PI控制的效果。仿真结果表明,新的控制策略有效降低了交流侧电流总谐波失真率,提高了交流侧功率因数,具有良好的动态和稳态性能。 展开更多

关键词 PWM变流器 中性点箝位型 模型预测 直接功率控制 双闭环pi控制

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基于VSC整流站的模型预测控制器

10

作者 夏天 余瑜 杨文康 《电工材料》 CAS 2021年第5期48-54,共7页

针对传统VSC系统使用的双闭环PI控制系统存在的PI参数多且整定困难,系统响应时间长等问题,提出了一种基于VSC-HVDC整流侧的有功、无功功率控制策略。详细描述了该控制策略的实现过程,并结合仿真实例进行说明和验证。在MATLAB中搭建了向... 针对传统VSC系统使用的双闭环PI控制系统存在的PI参数多且整定困难,系统响应时间长等问题,提出了一种基于VSC-HVDC整流侧的有功、无功功率控制策略。详细描述了该控制策略的实现过程,并结合仿真实例进行说明和验证。在MATLAB中搭建了向无源网络供电的VSC-HVDC整流侧系统,对整流侧的有功功率、无功功率进行仿真分析。仿真结果表明,与传统的双闭环PI控制系统相比,提出的控制策略具有更好的动态响应性能。 展开更多

关键词 VSC-HVDC 模型预测控制 双闭环pi控制

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一种太阳翼驱动机构的组合控制器研究

11

作者 李文韬 陈金宝 +1 位作者 蒋范明 王建园 《上海航天(中英文)》 CSCD 2024年第6期142-149,共8页

本文主要针对太阳翼驱动机构(SADA)的直驱式永磁同步电机(PMSM)的驱动方案进行控制器设计。基于PMSM的特性,提出了矢量控制模型。针对矢量控制系统速度环比例-积分-微分(PID)控制器,在低速甚至零速运行工况下,具有超调量和鲁棒性差的问... 本文主要针对太阳翼驱动机构(SADA)的直驱式永磁同步电机(PMSM)的驱动方案进行控制器设计。基于PMSM的特性,提出了矢量控制模型。针对矢量控制系统速度环比例-积分-微分(PID)控制器,在低速甚至零速运行工况下,具有超调量和鲁棒性差的问题,提出了速度环的双模糊比例-积分(PI)控制器的设计;针对矢量控制系统传统电流环PI控制器参数整定较为烦琐的问题,提出了电流环的无差拍电流预测控制器的设计。试验结果表明:相较于传统的速度环-电流环双PI控制器的设计,新式组合控制器具有较好的稳定性和抗干扰特性。 展开更多

关键词 永磁同步电动机(PMSM) 矢量控制模型 双模糊pi控制 无差拍预测控制 组合控制器

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一种PWM整流器动态性能改进控制策略 被引量：26

12

作者 王晗 张建文 蔡旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期194-202,共9页

风力发电三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器多采用双闭环PI控制,调节器的比例系数和积分系数均为常值,不能在整个功率范围内都得到良好动态特性,特别是应用在能量波动比较频繁的风力发电系统。此外PI积分环节存在饱和效应... 风力发电三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器多采用双闭环PI控制,调节器的比例系数和积分系数均为常值,不能在整个功率范围内都得到良好动态特性,特别是应用在能量波动比较频繁的风力发电系统。此外PI积分环节存在饱和效应,导致整流器在启动和负载突变瞬间出现较大冲击电流,严重威胁功率开关器件的安全,而且导致控制器软件过流保护,使得装置不能正常运行,需要对其动态控制性能进行改进。该文对PI控制的动态特性进行分析,提出一种改进控制方法,外环采用电压平方反馈闭环的变参数控制方法,内环采用无差拍预测电流控制;另外在启动时候进行电压给定值斜率限制以及增加负载电流前馈,从而抑制启动冲击电流和改善系统的动态性能。实验结果验证了提出方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 风力发电 PWM整流器 双闭环pi控制 预测电流控制

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定桨距变速风力发电机组的控制策略研究 被引量：5

13

作者 张新房 徐大平 柳亦兵 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2004年第5期37-43,共7页

提出定桨距变速风力发电机组的串级控制。外回路根据机组的运动方程采用自适应最优模糊控制,给出发电机电磁转矩设定值,实现参考转速的渐进跟踪。算法综合考虑风力发电机组的机械特性和电气特性,系统辨识作为控制算法的一部分自动执行... 提出定桨距变速风力发电机组的串级控制。外回路根据机组的运动方程采用自适应最优模糊控制,给出发电机电磁转矩设定值,实现参考转速的渐进跟踪。算法综合考虑风力发电机组的机械特性和电气特性,系统辨识作为控制算法的一部分自动执行。内回路基于双馈发电机的定子磁场定向矢量控制系统模型,结合动态线性化和反馈稳态解耦技术,提出发电机有功、无功功率的预测函数控制。采用 PI 控制与本文的控制策略作对比仿真,结果表明提出方法的有效性。 展开更多

关键词 变速风力发电机组 定子磁场定向 解耦技术 矢量控制系统 电磁转矩 双馈发电机 控制策略 预测函数控制 pi控制 模糊控制

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一类非自衡加滞后系统的免疫Smith控制

14

作者 陈蓓 回立川 郑恩让 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2005年第4期503-506,共4页

以不确定的非自衡大时滞过程为研究对象,把常规的Smith预估器嵌入双闭环预测控制系统中,并引用先进的免疫控制系统对控制器参数进行在线修正和调整,使系统达到了理想的控制效果。理论分析和仿真结果表明,这种控制方法不仅可以消除时滞... 以不确定的非自衡大时滞过程为研究对象,把常规的Smith预估器嵌入双闭环预测控制系统中,并引用先进的免疫控制系统对控制器参数进行在线修正和调整,使系统达到了理想的控制效果。理论分析和仿真结果表明,这种控制方法不仅可以消除时滞给系统带来的不良影响,跟踪迅速,且鲁棒性好,能够有效地抑制干扰,使系统具有良好的动静态特性。 展开更多

关键词 非自衡 时滞 SMITH预估器 双闭环预测pi

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打叶复烤成品片烟装箱含水率控制策略设计及应用 被引量：3

15

作者 汪文斌 冯雪 +3 位作者 范智平 马越 陈华兴 任正云 《烟草科技》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期103-107,112,共6页

为解决打叶复烤生产线中片烟装箱含水率不稳定等问题,通过仿真分析了现有装箱含水率控制策略的性能,基于复烤机出口含水率与装箱含水率之间的串行关系设计一种串行预估补偿控制策略。该控制策略采用双闭环控制结构,内环采用预测PI控制... 为解决打叶复烤生产线中片烟装箱含水率不稳定等问题,通过仿真分析了现有装箱含水率控制策略的性能,基于复烤机出口含水率与装箱含水率之间的串行关系设计一种串行预估补偿控制策略。该控制策略采用双闭环控制结构,内环采用预测PI控制器对复烤机出口含水率进行控制,外环采用预估补偿控制器对装箱含水率中的长时滞环节进行控制。以同一批次同一等级的配方模块烟叶为材料,对串级控制和串行补偿控制两种策略进行对比测试,结果表明:串级控制下装箱含水率波动范围为11.79%~12.60%,均值为12.33%,偏离设定值12.20%较大;串行补偿控制下装箱含水率为12.10%~12.29%,波动幅度降低,均值为12.19%,基本跟随设定值12.20%,且在模型失配和存在大干扰时该策略抗干扰能力强,鲁棒性能好。该技术可为准确稳定控制复烤机装箱含水率提供支持。 展开更多

关键词 打叶复烤 片烟 装箱含水率 串行预估补偿控制 双闭环控制结构 预测pi控制

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