无源性控制

摘要： 针对采用传统矢量控制的模块化多电平变换器(MMC)在电网发生单相短路时易发生系统运行失稳的问题,从能量角度出发,提出形式简单、稳定性较好的无源一致性控制方法。以电网不平衡情形下正序电流期望轨迹快速跟踪与负序电流快速抑制为第1目标,通过建立MMC端口受控耗散哈密顿模型,求取不影响全局能量耗散的"无功力",简化无源性控制器设计,实现全局能量在期望平衡点处达到最小,闭环控制系统全局渐近稳定。以提升正、负序dq轴电流期望轨迹跟踪的同步性为第2目标,将当前相与相邻相的并网电流期望轨迹跟踪误差作为状态误差引入无源性控制律,提出无源一致性控制方法,实现正、负序dq轴电流期望轨迹跟踪的同步达成。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明:所提方法在系统单相短路故障分别与直流侧电压阶跃变化、有功功率波动、MMC参数摄动同时发生时具有良好动静态性能、宽稳定域和强鲁棒性。

摘要： 以模块化多电平换流器(MMC)电容电压波动抑制为目标,设计了微分平滑控制律,通过构建电容电压波动与注入环流间的非线性平滑映射关系,实现存在不确定性输入干扰或未建模误差情况下注入环流期望轨迹的快速准确求取,解决了数值解析法计算复杂的问题。为实现注入环流期望轨迹快速跟踪,设计了形式简单的无源性控制律,以最小内部能耗满足子模块电容电压波动抑制需求;为提升三相电容电压跟踪同步性,将相邻相的注入环流期望轨迹跟踪误差作为状态误差引入无源性控制律,提出了无源一致性控制方法,实现MMC电容电压波动抑制和三相电容电压均衡双目标,同时确保闭环控制系统全局渐近稳定。基于MATLAB/Simulink仿真结果和基于dSPACE的实验结果验证了所提方法具有计算量小、稳定域宽、鲁棒性强、同步性好的特点。

摘要： 如何有效应对感应电机复杂多变的非线性特性,是充分发挥电机本体性能并保持电机控制系统鲁棒性的关键。从能量的角度分析感应电机控制特性,提出了一种基于无源性迭代学习的感应电机转速控制方法,设计P型迭代学习控制器,利用其自学习能力来使控制性能渐趋期望,进一步提高系统鲁棒性。但由于系统转速阶跃给定造成系统控制量过大而引起超调。为了抑制系统超调的发生,对转速给定值进行了柔化处理,设计柔化方程,并加入微分项,形成PD型迭代学习控制器。仿真结果表明,系统转速曲线响应无超调,跟随性能良好。

摘要： 无源性控制作为一种本质稳定的非线性控制方法,是解决大量电力电子换流器并入电网后引发失稳现象的新型手段,但在PWM整流器直流侧电压参考值突变时,无源性控制下的直流侧电压跟踪其参考值相对缓慢。本文基于能量函数分析了传统无源性控制收敛速度较慢的根本原因,在此基础上提出了一种新型的能量函数,在该能量函数的基础上构建的无源性控制器具有误差能量函数的收敛速度与状态变量的误差相独立的优点。在三相PWM整流器的直流侧电压参考值突变时,这种应用新型能量函数的无源性控制器可以显著地提高直流侧电压的跟踪速度,保证稳态之后的三相电流具有良好的波形质量,并且拥有较强的抗外界参数扰动的能力。仿真验证了所提策略的有效性。

摘要： 动态电压调节器(dynamic voltage regulator,DVR)与模块化多电平转换器(modular multi-level converter,MMC)组合的MMC-DVR可用于解决中高电压的动态电压补偿问题。但当电网电压不平衡较大时,采用传统的比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制或者单一的无源性控制(passivity-based control,PBC)或单一的滑模控制(sliding mode control,SMC)均难以很好地对动态电压进行补偿控制。为此,提出了PBC+SMC两种控制方法的混合控制方法能够很好地解决电网电压不平衡时动态电压补偿问题。首先,推导出不平衡电网下MMC-DVR的数学模型;接着,针对目前控制方法存在问题,提出了PBC与SMC的混合控制策略用于MMC-DVR的动态电压补偿,解决了单一PBC控制方法的难以精确控制、响应速度慢、补偿效果不佳等问题;最后,在RTDS仿真实验平台上将PBC+SMC控制与PBC、PID两种控制进行实验效果比较,实验结果表明,MMC-DVR混合控制系统能够快速、准确地自动补偿动态电压,且该系统具有鲁棒性强、控制精度高等特点,从而验证了本文混合控制方法的有效性和优越性。

摘要： 针对模块化多电平变换器(MMC)在电网发生单相短路时的稳定运行需求,提出基于双端口受控耗散哈密顿系统(Dual-PCHD)模型的无源性控制方法。设计交互矩阵,建立电网不平衡情形下MMC的DualPCHD模型,使并网正序电流与负序电流子系统具有同步渐进跟踪特性;从能量角度出发,设计全局能量函数,求取无源性控制律,实现负序电流快速抑制与正序电流期望轨迹快速跟踪目标同步达成的同时,确保系统的全局渐进稳定性。基于Matlab/Simulink的仿真结果表明:所提无源性控制方法在电网发生单相短路与有功功率变化、系统参数摄动同时发生时具有优动态性能、宽稳定域和强鲁棒性。

摘要： 针对四旋翼吊挂系统的控制问题,建立了一种变绳长四旋翼吊挂系统数学模型与基于该模型的无源性控制方案。首先,运用欧拉-拉格朗日方程建立四旋翼吊挂系统绳长变速变化情况下的整体数学模型。其次,为实现四旋翼的稳定轨迹跟踪和降低负载摆角的幅值,基于该模型在绳长不变的情况下设计了四旋翼吊挂系统无源性控制方案,并在此基础上设计了前馈控制器进一步抑制负载摆动。最后,在MATLAB中搭建了仿真模型,仿真结果表明所设计的控制方案能够实现四旋翼的稳定飞行,同时将摆角的幅值限制在较小的范围内。

摘要： 由于波浪的随机特性,采用传统PID控制器实现的波浪发电系统动态性能较差,无法快速实现最大功率捕获.为此,提出一种用于封闭型直驱式波浪发电系统的哈密顿建模方法和无源性控制方案,以保证系统在波浪随机变化过程中能快速实现最大功率捕获.首先建立了系统的动力学模型和直线发电机模型,通过哈密顿框架对系统模型进行重构.根据重构的哈密顿模型的结构特点,通过修改互联矩阵的方法,消除哈密顿模型中存在的强耦合.以系统的误差能量函数作为李雅普诺夫函数,使用李雅普诺夫稳定理论和注入阻尼的方法设计无源控制器.仿真对比结果表明,所设计的控制器能有效改善系统跟踪最大功率点过程中的动态性能和稳定性能.

摘要： 模块化多电平变换器(MMC)应用于大功率可再生能源发电并网时,由于存在可再生能源的随机性波动、系统参数摄动和本身的非线性特性,采用传统矢量控制方法实现MMC环流抑制难以确保系统全局稳定运行和强鲁棒性能.针对这一问题,提出基于端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)模型的MMC无源反步环流抑制方法.在构建基于PCHD模型的MMC全局能量函数基础上,设计无源性控制器,通过能量函数整形,修正闭环系统的能量耗散和能量流动方式,使系统能量在期望平衡点取最小值,以实现系统全局渐进稳定.结合反步控制方法,消除不确定扰动与MMC系统参数摄动引起的跟踪误差,从而实现系统内、外扰动情形下环流二倍频分量的快速平抑.基于Matlab/Simulink的仿真结果与基于dSPACE的实验结果表明:所提无源反步环流抑制方法具有形式简单、无奇异点、暂态性能好的特点,同时能够确保系统全局稳定与强鲁棒性.

摘要： 采用端口受控哈密顿系统方法和无源性控制理论,建立带恒功率负载的boost变换器的哈密顿模型,分析了boost变换器控制系统平衡点的稳定性问题,并设计了控制器。仿真结果表明,通过对控制器参数的适当调整,控制系统可以获较好的动态性能。

摘要： 风速变化具有随机性、间歇性，额定风速以下时，调节风轮转速可实现风力发电机组的最大输出功率跟踪控制。在分析无刷双馈发电机三相数学模型基础上，通过坐标变换，导出电机的两相αβ静止坐标模型；从能量角度分析了电气子系统的动态方程，建立起Euler-Lagrange(EL)模型。以转速调节为控制目标，设计了无刷双馈发电机无源性控制器；以期望值注入发电机EL模型，反推模型得到控制绕组的电压值。仿真结果表明，无源性控制器可使发电机转速快速跟踪给定值，输出电压满足发电机并网条件，鲁棒性好，系统易于实现，验证了无源性控制策略的优越性和有效性。

摘要： 矢量控制技术已经广泛地应用于高性能异步电机调速控制系统中，但是，传统的单PWM变频器存在功率因数低、网侧谐波污染严重、无法实现能量的再生利用等缺点，而异步电机矢量控制方法基本依赖于系统非线性的精确解耦，也存在非鲁棒性和控制算法复杂等缺点。本文将无源性控制方法应用到了无速度传感器异步电机控制系统中，提出了应用无源性控制方法的双PWM变频调速系统的设计原理，并对该双PWM系统进行了转速跟踪性能的仿真。仿真结果表明，基于无源控制的双PWM变频调速系统具有良好的转速跟踪性能，而且能够实现整流侧单位功率因数整流，相对于矢量控制方法，控制系统的设计变为更为简单。

摘要： 针对负载转矩已知时的情况,研究了基于能量成形的异步电动机调速系统的哈密顿系统建模与无源性控制问题。采用端口受控哈密顿(port-controlledHamiltonian,PCH)方法,建立了异步电机的PCH系统模型,给出了期望的闭环系统PCH结构,选取了期望的闭环哈密顿函数,设计了控制器、磁链观测器,分析了平衡点的稳定性,采用互联和阻尼矩阵配置方法实现了异步电机电气子系统与机械子系统的解耦控制。仿真结果表明该方法是比较合理和可行的。

摘要： 本文研究了串联谐振变换器的无源性控制器.首先建立串联谐振变换器的欧拉-拉格朗日模型;其次对系统模型进行降阶,并设计无源性控制器：实验结果表明,采用无源性控制使系统在参数变化和负载扰动时具有良好的鲁棒性,证明了控制策略的可行性.

摘要： 本文研究了串联谐振变换器的无源性控制器。首先建立串联谐振变换器的欧拉-拉格朗日模型(能量模型);其次对系统模型进行降阶,并设计无源性控制器;最后进行仿真,结果表明,采用无源性控制使系统在参数变化和负载扰动时具有良好的鲁棒性,证明了控制策略的可行性。

摘要： 采用端口受控哈密顿系统方法和无源性控制理论,建立带恒功率负载的Buck变换器的哈密顿模型,分析了Buck变换器控制系统平衡点的稳定性问题,并设计了控制器。仿真结果表明,通过对控制器参数的适当调整,控制系统可以获得较好的动态和稳态性能。

摘要： 利用本质上是非线性反馈控制的PBC方法，实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪，并可有效抑制由转子状态的不确定性引起的跟踪误差。该方法从能量角度分析电机控制系统，确定不必抵消的“无功力”，设计全局定义的控制律，具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等的特点。基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性。

摘要： 根据交流励磁变速恒频(VSCF)发电系统的运行原理,从能量平衡关系出发,利用非线性控制理论,提出了新型的双馈感应发电机自适应控制方法.基于双馈感应电机Euler-Lagrange系统模型,设计本质上是非线性反馈的无源性控制(PBC)策略,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制.针对实际运行时发电机参数具有不确定性的问题,将PBC方法与自适应控制相结合,不仅可实现电机参数摄动时期望电流轨迹的准确跟踪,并可有效抑制由电阻、电感变化引起的跟踪误差.该方法从能量角度分析风力发电控制系统,确定不必抵消的"无功力",设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等的特点.基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性.

摘要： 本文研究端口受控耗散哈密顿(PCHD)系统的参数镇定问题。对于含未知参数的PCHD系统，根据无源特性设计控制器使闭环系统的平衡点随参数漂移时，仍能保持稳定。所设计的控制器的结构与原系统结构相同，这样不仅使得闭环系统保持耗散结构而且使闭环系统的能量函数总在参数对应的平衡点处取得极小值，从而实现PCHD系统参数镇定。以励磁系统为例，分析了该系统参数变化对平衡点的影响，设计了使励磁系统参数稳定的控制器，仿真例子证明了设计的有效性。

摘要： 本发明提供了一种无源电子标签、无源电子标签控制方法、装置及系统。其中，该无源电子标签包括：标签卡板和导线，其中，标签卡板包括：标签电路、天线及发光元件，其中，标签电路用于控制无源电子标签执行控制指令，控制指令包括：由标签电路通过天线与标签读写器交互得到的查询指令、选择指令、或者用于控制所述发光元件亮暗的指令，天线及发光元件分别与标签电路连接；导线与标签电路连接，导线用于接收标签读写器传输的能量。通过本发明，解决了相关技术中无源电子标签接收能量的效率低的问题，提高了无源电子标签接收能量的效率。

摘要： 本发明涉及一种无线无源开关通过代理节点实现控制的方法，包括，无线无源开关向代理节点高频率发送消息字负载包；代理节点接收到消息字负载包后，使用秘钥对消息字负载包进行解密；当代理节点对消息字负载包解密成功后，代理节点将解密成功后的消息字负载包转换成适配无线网络的数据包，透传给网关；所述网关接收到数据包后，根据数据包内序列号进行去重处理，执行数据包内的命令。通过本方法可以将开关安全、高效接入现有无线控制系统中，实现一种新的控制系统，以人为本，除了基本开关需求，节能环保的同时有着更好的用户体验。

摘要： 本发明提供的一种柔性直流输电网的无源控制方法和无源控制器，包括对柔性直流输电网联网模式转孤岛模式时进行控制的步骤；对柔性直流输电网由联网模式转为孤岛模式前网侧交流电压的d、q分量进行锁定，并将其作为孤岛模式下网侧交流电压d、q分量的参考值，对网侧的交流电压进行PI控制。本发明提供的技术方案，在柔性直流输电网处于孤岛模式时，由于其网侧交流电压d、q分量的参考值不是人为给定的，而是由联网模式转为孤岛模式前网侧交流电压的d、q分量，因此不会引起柔性直流输电网的波动。

摘要： 本文涉及通讯设备领域，提供了无源智能表面装置控制方法、无源智能表面装置及系统，无源智能表面装置包括：电机、无源智能表面、UWB模块、电源模块及处理器；电机、UWB模块及电源模块电连接处理器，电机与无源智能表面固定连接，方法应用于处理器中，包括：通过UWB模块确定通讯终端位置及接收校准信号；接收到校准信号后，根据通讯终端位置及预设控制策略，控制电机带动无源智能表面移动，使得无源智能表面反射或折射角度能使通讯终端获得最大通讯信号。本文能够调整无源智能表面装置的反射或折射角度，进而使得通讯终端能够获得最大通讯信号。

摘要： 本说明书实施方案提供了一种无源电子锁、无源电子锁的控制方法及存储介质，该无源电子锁包括：加解锁机构，用于执行加锁或解锁；状态提示单元，用于提示所述加解锁机构的状态；储能单元；能量采集单元，用于当接收到射频钥匙提供的能量信号时，基于所述能量信号对所述储能单元充电；控制单元，用于在所述加解锁机构处于加锁状态下，当所述储能单元的电量高于第一阈值时验证所述射频钥匙的身份，在所述射频钥匙通过身份验证时控制所述加解锁机构执行解锁，以及在控制所述加解锁机构执行解锁后，当所述储能单元的电量高于第二阈值时控制所述状态提示单元输出解锁状态提示，以预留加锁所需电量。本说明书实施方案可以提高用户体验。

摘要： 本发明公开了一种无线无源传感器及其无线无源控制器的工作方法，包括以下步骤：区分定义第一微控制单元内用于调控无线无源控制器内部电子元件的工作参数的寄存器，以及用于实现与传感端和人机交互端进行信息交互的工作参数的寄存器；将无线无源控制器上电启动，第一微控制单元通过设置寄存器的数值完成对无线无源控制器的工作参数的初始化操作；利用实时在线工作模式安装调试无线无源控制器，且利用定时采发模式自动或者被动唤醒无线无源控制器，以实现无线无源控制器的数据采集和数据发送工作；本发明的无线无源控制器通过一系列寄存器参数及通讯协议逻辑，实现数据访问和参数修改工作，保证无线无源传感器的正常数据交互和低功耗超长待机。

摘要： 本实用新型公开了一种无源锁具执行器和无源式IOT锁具控制系统。其中无源锁具执行器采用一低成本的解决方案，包括控制板及设置在所述控制板上的USB插座、微控制器和马达驱动芯片，USB插座用于和开锁器连接，从开锁器获取电源及进行数据交互，所述电源通过一二极管后给微控制器和马达驱动芯片供电，USB插座的两数据端子和所述微控制器电连接；微控制器内置有ROM存储器、RAM存储器、DataFlash存储器和至少两路ADC模块，其中ROM存储器用于程序存储，DataFlash存储器用于设备ID的存储；微控制器和马达驱动芯片的两输入端电连接，马达驱动芯片的两输出端和电控锁具的直流马达电连接；马达驱动芯片的两输出信号分别通过电阻形成采样信号接入所述微控制器。

摘要： 一种感应电机的无源性控制器，包括信号变换模块，用于将采集自感应电机的三相静止电流信号变换为二相静止电流信号；转子电流降维观测单元，从信号变换模块获得二相静止电流信号后估算出转子电流；自适应转速估算单元，从信号变换模块获得二相静止电流信号后估算出转子转速；期望电流估算单元，从自适应转速估算单元获得转子转速后计算出期望电流；EL模型控制单元，从信号变换模块获得二相静止电流信号、从转子电流降维观测单元获得转子电流、从自适应转速估算单元获得转子转速以及从期望电流估算电源获得期望电流，然后生成SVPWM调制信号。本发明通过降维观测来降低计算量，并且无需安装转速传感器，节约成本，同时控制效果好。

摘要： 基于免疫算法的感应电机无源性控制系统及其控制方法，其中控制系统包含逆变器模块、感应电机模块、转速外环控制器PI模块、免疫无源性控制器模块、速度编码器模块、2/2坐标变换模块a、2/2坐标变换模块b、3/2坐标变换模块、空间矢量脉宽调制模块和旋转角度计算模块；上述控制系统的控制方法利用输出反馈使得闭环系统特性表现为一无源映射，配置系统能量耗散特性方程中的无功分量“无功力”，迫使系统总能量跟踪预期的能量函数，保证系统的稳定性，使被控对象的输出渐近收敛到期望值；本发明将免疫结构引入到无源性控制之中，提出了基于免疫算法的无源性控制器；利用免疫算法对控制器中的可调参数实时调节，保证系统的快速和稳定性。

摘要： 一种感应电机的无源性控制器，包括信号变换模块，用于将采集自感应电机的三相静止电流信号变换为二相静止电流信号；转子电流降维观测单元，从信号变换模块获得二相静止电流信号后估算出转子电流；自适应转速估算单元，从信号变换模块获得二相静止电流信号后估算出转子转速；期望电流估算单元，从自适应转速估算单元获得转子转速后计算出期望电流；EL模型控制单元，从信号变换模块获得二相静止电流信号、从转子电流降维观测单元获得转子电流、从自适应转速估算单元获得转子转速以及从期望电流估算电源获得期望电流，然后生成SVPWM调制信号。本发明通过降维观测来降低计算量，并且无需安装转速传感器，节约成本，同时控制效果好。