摘要：针对光伏(Photovoltaic, PV)-电池-超级电容直流微电网系统中光伏发电间歇性造成的功率失配问题,提出一种基于事件触发的无差拍预测控制(Event-triggered deadbeat predictive control, ETDPC)方法,以实现有效的能量管理. ETDPC方法结合事件触发控制策略和无差拍预测控制策略(Deadbeat predictive control, DPC)的优点,根据微电网的拓扑结构构建状态空间模型,用于设计适用于微电网能量管理的触发条件:当ETDPC的触发条件满足时, ETDPC中无差拍预测控制模块被激活,可以在一个控制周期内产生最优控制信号,实现对于扰动的快速响应,减小母线电压纹波;当系统状态不满足ETDPC中的触发条件时,无差拍预测控制模块被挂起,从而消除非必要运算,以减轻实现能量管理的运算负担.因此,对于电池-超级电容器混合储能系统(Hybrid energy storage system, HESS), ETDPC能够缓解间歇性光伏发电与负荷需求之间的功率失衡,以稳定母线电压.最后,数字仿真和硬件在环(Hardware-in-loop, HIL)实验结果表明,相较于传统无差拍控制方法,运算负担减小了50.63%,母线电压纹波小于0.73%,验证了ETDPC方法的有效性与性能优势,为直流微电网的能量管理提供了一种参考.

摘要：为进一步增强永磁同步电机预测控制系统在强扰工况下的鲁棒性,提出基于自适应观测器的前馈无差拍预测控制方法。通过构建扩张数学模型,集成考虑电机受环境温度、磁场耦合等影响下的综合扰动。结合正切函数近似指数变化特性,设计自适应观测器,跟随观测误差动态调整增益,加快扰动跟踪响应速度。在自适应观测器离散化的基础上,引入实际电流跟踪参考的误差项,设计前馈预测电流模型,进一步提升预测模型受扰下的收敛速度,并融入无差拍预测控制方法。仿真结果证明了该方法的有效性,在电阻、电感、磁链等单参数及多参数失配工况下均具备较强鲁棒性。

摘要：永磁同步电机(PMSM)转速或转矩驱动系统都要求具有良好的电流控制性能,因此对电流环的控制至关重要。为了提高电流的动态性能和鲁棒性,基于无差拍预测控制和扰动观测器提出了一种新的PMSM电流控制方法。利用预测控制动态性能好,易于数字实现等优点,基于无差拍原理设计了预测电流控制器,但该方法对电机模型及参数依赖较大。针对实际应用中由于建模误差及参数变化等产生的扰动,设计了一种简单的扰动观测器,并用于电流环的前馈补偿控制,有效地提高了系统的鲁棒性。基于d SPACE平台完成了试验验证。试验结果表明:所提出的电流控制方法能实现电流的快速跟踪控制,而且具有较强的鲁棒性。

摘要：针对传统PI控制在永磁同步电机中存在调速性能不佳、抗干扰能力不足等问题,文章设计一种新型的复合控制方案——转速外环基于负载转矩观测器的滑模自抗扰控制和电流内环无差拍预测控制。在转速环,引入滑模算法设计非线性误差反馈控制律,提升自抗扰控制的响应速度,同时为适应实际工作环境,设计负载转矩观测器,对扩张观测器进行补偿,改善其干扰观测精度;在电流环,设计无差拍预测控制对电流精准跟踪,使得永磁同步电机动态性能和电流品质得到提高。仿真结果表明,文章提出的新型复合控制策略,对永磁同步电机的综合性能和抗干扰能力有明显提高,有效降低了复杂工况环境对电机的不良影响。

摘要：针对机电作动器(EMA)电流环控制性能问题,基于EMA整体模型和工作原理设计一种电流预测控制器。采用一拍延时补偿的方法减小数字控制中固有采样、计算延时的影响。考虑逆变器实际工作时的非线性误差,采用平均电压法补偿由死区时间导致的电压畸变。为避免模型参数失配对控制性能的影响,采用带遗忘因子的递推最小二乘法辨识电机参数以校正预测模型。仿真结果表明,所设计的无差拍电流预测控制器可以有效保证EMA系统良好的动、静态响应性能。

摘要：在电机参数发生扰动的永磁同步电机控制系统中,为提高无差拍预测控制性能,需要对电机参数扰动进行补偿.文中利用永磁同步电机数学模型分析了参数扰动对无差拍预测控制的影响;针对定子电感和定子电阻的扰动设计了自回归模型,利用前若干控制周期的参数扰动量估计出当前控制周期的扰动量;将估计的参数扰动量补偿到无差拍预测控制的输入端,实现对永磁同步电机的控制.仿真和实验结果表明提出的自回归模型参数扰动估计方法能够有效抑制永磁同步电机定子电阻和定子电感的扰动.

摘要：永磁电机已成为现代传动中机电能量转换的核心部件,其性能是决定传动系统品质的关键。为了提高永磁电机容错性与可靠度及实现永磁电机模块化组装,该文设计一种新型N~*3相永磁同步电机。建立新型N~*3相永磁同步电机的有限元仿真模型,并通过有限元计算得到了N~*3相永磁同步电机的输出特性;针对新型N~*3相永磁同步电机特殊的绕组结构及特性,提出一种基于负载转矩观测与Smith预测相结合的预测控制算法。所提算法消除了数字控制系统中不可逆的一拍延时影响及抑制了高带宽的预测速度控制带来的振荡问题,同时满足了N~*3相永磁同步电机的高性能调速要求。最后,通过仿真与半实物实验验证新型N~*3相永磁同步电机的有效性和所提算法的可行性。

摘要：针对传统的矢量控制电流环动态性能差、PI参数设定繁琐且精度低等缺点,对电机的无差拍电流预测控制展开了研究,然而传统无差拍电流预测控制缺少反馈校正的模块,因此其抗干扰性能力差。为减小电机参数扰动的影响,引入了鲁棒电流控制策略并加入了扰动观测器,通过前馈补偿与反馈补偿相结合的方式消除系统的扰动量,从而提高控制系统鲁棒性。通过在Simu l i n k环境下搭建仿真模型,验证了理论的正确性。仿真结果表明,设计的电流控制算法具有良好的静态和动态控制性能。

摘要：预测控制策略应用于永磁同步电机控制系统中可以实现快速的动态响应和高精度的跟踪控制,但依赖电机的数学模型,负载扰动会影响系统的控制性能。提出一种基于内模控制(IMC)的观测器与预测控制相结合的控制方法,基于模型预测控制算法和无差拍电流预测控制算法设计速度外环控制器和电流内环控制器以构成双环预测控制系统,设计IMC观测器估计负载扰动,据此产生转矩电流补偿量作为速度环的前馈补偿,实现扰动抑制。仿真结果表明,所提出的方法能够提高控制系统的动态响应性能和稳态精度,增强系统的鲁棒性。

摘要：传统三相并网逆变器模型系统的分析,通常采用基于虚拟电网磁链的定向控制策略,在有效减少系统额外成本的同时,还能提高系统运行可靠性。但在分析传统不加补偿的磁链观测时,存在因相角偏移易引起系统误差的问题。为此,提出加LPF补偿的磁链观测器模型方案,研究电容、电网电压观测器新设计方法,并与无差拍预测电流控制算法相结合,对传统无差拍控制进行深入研究,研究发现存在一定程度的控制延时问题。因此,进一步提出一种改进型的无差拍电流预测控制,增加预测k+2时刻采样电流,提高抗扰动性能。最后,对三相无交流电压传感器电压估计策略与改进型无差拍预测电流控制算法相结合进行实验验证,实验结果可验证所提控制策略的有效性与可行性。