基于模型前馈的双有源全桥DC-DC变换器电流应力优化方法 被引量：23

1

作者 安峰 杨柯欣 +2 位作者 王嵩 罗书聪 冯晓云 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第14期2946-2956,共11页

为了减小双有源全桥DC-DC变换器的电流应力,提高变换器的效率,同时显著增强变换器的动态性能,本文在双重相移控制的基础上提出一种基于模型前馈的电流应力优化方法。该方法通过建立变换器输出电压的离散模型并引入前馈控制,同时结合电... 为了减小双有源全桥DC-DC变换器的电流应力,提高变换器的效率,同时显著增强变换器的动态性能,本文在双重相移控制的基础上提出一种基于模型前馈的电流应力优化方法。该方法通过建立变换器输出电压的离散模型并引入前馈控制,同时结合电流应力优化计算,可以实现变换器效率优化并显著地提高其对于负载突变和输入电压突变的响应能力。同时,该方法可以有效地改善变换器的起动特性,使得输出电压在无明显超调的情况下直接达到给定电压值。最后,搭建了以TMS320F28335为核心控制器的基于SiC MOSFET的双有源全桥DC-DC变换器小功率实验样机,以传统的单重相移电压闭环控制方法和双重相移电流应力优化控制为参考,对所提出的基于模型前馈的电流应力优化方法进行对比实验,实验结果验证了所提控制方法的正确性与有效性。 展开更多

关键词 双有源全桥DC-DC变换器 双重相移控制 模型前馈 效率 动态响应

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基于模型的车用柴油机轨压控制器设计及试验验证 被引量：7

2

作者 凌健 谢辉 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期921-928,共8页

针对现代车用柴油机高压共轨燃油系统在全工况范围内连续瞬态过程的轨压控制问题,提出了一种基于模型的轨压控制器.通过对高压共轨燃油系统轨压变化基本原理的分析,设计了一种基于模型的轨压前馈控制算法,并基于发动机转速和轨压偏差设... 针对现代车用柴油机高压共轨燃油系统在全工况范围内连续瞬态过程的轨压控制问题,提出了一种基于模型的轨压控制器.通过对高压共轨燃油系统轨压变化基本原理的分析,设计了一种基于模型的轨压前馈控制算法,并基于发动机转速和轨压偏差设计了轨压分段PID反馈控制算法.利用ETAS公司ASCET软件实现了该轨压控制器,在与自主高压共轨柴油机ECU进行集成后,开展了发动机台架和整车道路试验.试验结果表明:该轨压控制器在稳态过程可将轨压控制在±1.5,MPa波动范围之内,在连续瞬态过程可将轨压控制在±3.5,MPa波动范围之内,具备快速响应性、动态跟踪、高稳定性和高可靠性功能,满足全工况范围内轨压控制要求,为工程实际用轨压控制器设计奠定了基础. 展开更多

关键词 柴油机 高压共轨 轨压控制 模型前馈 分段PID

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基于模型前馈的双有源桥变换器优化控制

3

作者 韩栋梁 刘彬 +1 位作者 葛磊 王学军 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第7期1386-1392,共7页

双有源桥直流变换器功能上是一个有效可靠的电压源,在输出负载变化的情况下提供快速的动态响应是非常重要的。为了提升变换器的稳定性和动态性能,提出一种基于模型前馈的优化控制策略。首先,推导了变换器的降阶平均模型并对模型的精度... 双有源桥直流变换器功能上是一个有效可靠的电压源,在输出负载变化的情况下提供快速的动态响应是非常重要的。为了提升变换器的稳定性和动态性能,提出一种基于模型前馈的优化控制策略。首先,推导了变换器的降阶平均模型并对模型的精度进行了验证;其次,通过变换器的小信号模型及传递函数分析了控制器参数对系统稳定性的影响;然后,采用模型前馈与反馈的控制方法对系统的动态性能进行优化,结果表明基于模型前馈的控制策略能有效提升负载变化时的动态响应速度;最后,通过仿真和实验验证了所提策略的有效性和可行性。 展开更多

关键词 双有源桥变换器 模型前馈 动态性能 稳定性分析

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基于扰动观测的智能驾驶主动抗扰纵向车速控制算法 被引量：2

4

作者 黄家宁 陈韬 +3 位作者 谢辉 张国辉 阮迪望 闫龙 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2020年第1期86-93,共8页

为了减少智能驾驶车辆的纵向车速控制的时滞,提高主动抗扰性,提出一种基于扰动观测的纵向车速控制算法,并进行了实车验证。模型中,采用前馈控制模块,并提前输出控制量,来提高车速跟随的响应性;以主动抗扰控制(ADRC)模块作为反馈环节,采... 为了减少智能驾驶车辆的纵向车速控制的时滞,提高主动抗扰性,提出一种基于扰动观测的纵向车速控制算法,并进行了实车验证。模型中,采用前馈控制模块,并提前输出控制量,来提高车速跟随的响应性;以主动抗扰控制(ADRC)模块作为反馈环节,采用扩张状态观测器(ESO)在线估计内外部扰动,并在控制端进行补偿,实现了对车速的精确闭环控制。在弯道、环岛等路况下进行了实车实验。结果表明:该算法可以在5 s内控制车速从怠速快速跟踪到目标车速,总体平均误差为0.17 km/h。因而,该算法较传统的比例积分微分(PID)有更好的响应性、控制精度和抗扰性。 展开更多

关键词 智能驾驶车辆 纵向车速控制 主动抗扰控制(ADRC) 模型前馈 扩张状态观测器(ESO) 实车验证

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应用于水处理的高频数字化电源 被引量：1

5

作者 曹以龙 邵伟伟 +1 位作者 瞿殿桂 周知 《电源学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期184-191,共8页

高频电源可实现高频功率输出,其后再加特定装置产生磁场,用以研究高频磁场下水的特性变化。为了在宽功率范围实现移相全桥的零电压开关ZVS(zero-voltage-switching),提高整机效率,在Boost-PWM与移相PWM双自由度控制的基础上提出一种基... 高频电源可实现高频功率输出,其后再加特定装置产生磁场,用以研究高频磁场下水的特性变化。为了在宽功率范围实现移相全桥的零电压开关ZVS(zero-voltage-switching),提高整机效率,在Boost-PWM与移相PWM双自由度控制的基础上提出一种基于模型前馈的控制方法。通过建立输出功率模型,加以模型前馈控制,结合闭环PI控制,不但可以保证输出功率满足要求和全功率范围内实现ZVS,还能够提高对于负载突变时的动态性能。首先提出该高频变换器的拓扑结构,再详细分析其工作原理和运行状态,得到精确的基于负载输出功率数学模型,给出相对应的输出功率范围和ZVS软开关范围,最终设计基于DSP和碳化硅(SiC)MOS管的电源样机。实验结果验证了所提理论的正确性,且该电源可以满足水处理实验的基本要求。 展开更多

关键词 高频电源 水处理 移相全桥 模型前馈 零电压开关

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利用外扰模型前馈控制抑制轧机扭振的应用 被引量：5

6

作者 赵弘 李华德 杜伟 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期49-51,共3页

建立了轧机的数学模型,分析了轧机扭振的原因,指出轧制电流是决定轧机是否扭振的关键因素。针对安阳钢铁公司中厚板轧机存在扭振现象,通过对扭振的测量、分析,表明在咬钢时会发生扭振。提出了模型前馈控制抑制轧机扭振,模型前馈控制通... 建立了轧机的数学模型,分析了轧机扭振的原因,指出轧制电流是决定轧机是否扭振的关键因素。针对安阳钢铁公司中厚板轧机存在扭振现象,通过对扭振的测量、分析,表明在咬钢时会发生扭振。提出了模型前馈控制抑制轧机扭振,模型前馈控制通过建立理想的电机模型,将电流给定观测出并补偿到系统中去,达到抑制轧机扭振的目的;研究表明轧件咬入时的冲击是造成扭振的主要原因,模型前馈控制是抑制轧机扭振的有效方法,在工程中容易实现,而且不受轧机振动频率的影响,可抑制各个频段的振动。 展开更多

关键词 模型前馈控制 扭振 轧机

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弱电网条件下提升LCL型逆变器稳定性的控制策略 被引量：5

7

作者 郑勇 唐莎莎 +1 位作者 张丽 杨佳霖 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期71-81,共11页

弱电网条件下,由于逆变器并网阻抗与电网阻抗之间不匹配程度增加,导致并网逆变器可能失稳。为提高逆变器的稳定性,提出一种可提高系统相角裕度的新型控制方式。根据逆变器的分层控制结构,分别在控制层的电流内环引入带有延时补偿的有限... 弱电网条件下,由于逆变器并网阻抗与电网阻抗之间不匹配程度增加,导致并网逆变器可能失稳。为提高逆变器的稳定性,提出一种可提高系统相角裕度的新型控制方式。根据逆变器的分层控制结构,分别在控制层的电流内环引入带有延时补偿的有限集模型预测控制,在电压外环引入逆模型前馈控制,通过这2种控制的引入降低了系统控制环路的阶数,提高逆变器输出阻抗的相角裕度和并网逆变器的稳定性。最后,通过在Mat⁃lab/Simulink平台中搭建LCL型逆变器的仿真模型,对比不同控制策略下并网逆变器的输出波形,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 弱电网 稳定性 有限集模型预测 逆模型前馈

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基于参数自学习的智能电动公交车起停加速度跟踪控制

8

作者 徐顺鑫 谢辉 刘昌文 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期950-963,共14页

针对智能电动公交车辆纵向控制需满足起停平顺性和乘坐舒适性的需求,同时考虑到乘客上下站引起的车身质量变化以及道路坡度变化对纵向控制的影响,提出一种基于参数自学习的加速度跟踪控制方法。利用车辆纵向动力学模型,通过自适应遗忘... 针对智能电动公交车辆纵向控制需满足起停平顺性和乘坐舒适性的需求,同时考虑到乘客上下站引起的车身质量变化以及道路坡度变化对纵向控制的影响,提出一种基于参数自学习的加速度跟踪控制方法。利用车辆纵向动力学模型,通过自适应遗忘因子递归最小二乘法和扩张状态观测器对车辆参数和环境变化参数进行学习。在此基础上,基于逆纵向动力学模型设计前馈控制器,并采用自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法设计反馈控制器,以消除系统内外部的不确定性影响。最后,进行仿真测试和实车实验。结果表明:所提方法能够实现快速、高精度的加速度控制,满足乘坐舒适性要求,并且改善了系统的抗干扰性能。 展开更多

关键词 智能电动公交 参数自学习 加速度跟踪控制 模型前馈控制 自抗扰控制 乘坐舒适性

原文传递

基于TD—PLS模型预测前馈的垃圾焚烧锅炉脱酸自动控制策略研究与应用

9

作者 李志东 陈达 +7 位作者 刘学迅 张燕星 易刚 叶育生 刘岸青 李文鹏 王领 姚顺春 《锅炉技术》 北大核心 2024年第1期23-28,49,共7页

针对垃圾焚烧锅炉半干法脱酸系统自动控制投运率低、控制效果差的问题,在分析脱酸系统运行特性的基础上,设计了一种以PID控制和模型预测前馈相结合的HCl-SO_(2)协同控制策略。采用以HCl排放浓度作为主要控制目标,SO_(2)排放浓度作为次... 针对垃圾焚烧锅炉半干法脱酸系统自动控制投运率低、控制效果差的问题,在分析脱酸系统运行特性的基础上,设计了一种以PID控制和模型预测前馈相结合的HCl-SO_(2)协同控制策略。采用以HCl排放浓度作为主要控制目标,SO_(2)排放浓度作为次要目标的串级PID协同控制策略。在串级PID控制的基础上,基于时间差分偏最小二乘法(TD—PLS)建立HCl排放浓度预测模型作为控制前馈。该控制策略应用于某500 t/d垃圾焚烧机组脱酸系统,实际应用效果表明:脱酸控制投入前,HCl排放浓度波动变化较大,小时排放均值范围20~40 mg/m^(3),小时排放均值浓度相对标准偏差(RSD)为15.95%。脱酸自动控制投入后,HCl小时排放均值范围在25~30 mg/m^(3),小时排放均值浓度RSD为6.22%。在协同控制作用下,HCl小时排放均值波动显著减小,单位锅炉蒸发量的石灰浆液消耗量由0.034 m^(3)/t降低到0.027 m^(3)/t,相比投运前降低了21%,在保证出口HCl和SO_(2)浓度符合标准的情况下,提高了脱酸系统运行的稳定性和经济性。 展开更多

关键词 垃圾焚烧锅炉 半干法脱酸 自动控制 关键变量模型前馈 协同控制

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基于控制系统模型前馈高响应控制技术研究 被引量：4

10

作者 王磊 郝双晖 +1 位作者 宋宝玉 郝明晖 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1056-1061,共6页

为提高控制系统的响应速度,基于控制系统模型提出前馈控制结构.该种前馈结构可以保证指令输入到指令输出与扰动输入到指令输出完全独立,充分考虑了控制系统的动态响应性能,保证了控制系统的响应跟踪能力与扰动抑制能力的最优化.实验结... 为提高控制系统的响应速度,基于控制系统模型提出前馈控制结构.该种前馈结构可以保证指令输入到指令输出与扰动输入到指令输出完全独立,充分考虑了控制系统的动态响应性能,保证了控制系统的响应跟踪能力与扰动抑制能力的最优化.实验结果表明,该种新型前馈系统相比于传统的基于低通滤波的前馈系统具有更好的速度及电流指令跟踪能力,消除了低通滤波前馈对指令滤波造成的失真,该方法大幅提高了控制系统的速度跟踪响应能力. 展开更多

关键词 永磁同步电机 高响应 高精度 基于系统模型前馈 低通滤波前馈

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磁流变阻尼器无模型前馈/反馈复合控制 被引量：2

11

作者 王小龙 吕海峰 +1 位作者 黄晋英 刘广璞 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期873-878,共6页

为了实现磁流变(MR)阻尼器高可靠性和高精度的阻尼力跟踪控制,克服基于逆向动力学模型的前馈控制易受模型误差和外界干扰影响的问题,提出结构简单、实现容易的无模型前馈/反馈复合控制(MFFFFBC)方法.利用磁流变液减振器阻尼力连续可调... 为了实现磁流变(MR)阻尼器高可靠性和高精度的阻尼力跟踪控制,克服基于逆向动力学模型的前馈控制易受模型误差和外界干扰影响的问题,提出结构简单、实现容易的无模型前馈/反馈复合控制(MFFFFBC)方法.利用磁流变液减振器阻尼力连续可调的特点,将磁流变阻尼器控制器前一时刻的控制量进行采样保持作为前馈控制器,以避免建立复杂的磁流变阻尼器逆向动力学模型.利用期望阻尼力与实际阻尼力之间的跟踪误差信号构建反馈控制器对前馈控制量进行实时修正,利用饱和函数对控制电压进行限幅,以避免控制电压高频振荡.试验结果表明,在MFFFFBC控制下输出电压连续光滑变化,与经典的基于Heaviside阶跃函数的控制相比,采用本研究所提出的控制策略,黏性阻尼力和摩擦阻尼力的跟踪误差分别减小了21.98%和26.64%. 展开更多

关键词 磁流变阻尼器 动力学模型 阻尼力跟踪 无模型前馈/反馈控制(MFFFFBC) 半主动控制

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新型柔性放大机构的动力学前馈复合控制方法 被引量：2

12

作者 吴海涛 赖磊捷 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第1期108-111,共4页

纳米级精度微位移驱动与控制通常使用压电陶瓷驱动器驱动柔性机构来实现。但是压电陶瓷驱动器行程较小,需要使用柔性放大机构对其位移进行放大,并且压电陶瓷驱动器存在蠕变和迟滞等非线性特性,而这些非线性特性极大影响了其输出位移经... 纳米级精度微位移驱动与控制通常使用压电陶瓷驱动器驱动柔性机构来实现。但是压电陶瓷驱动器行程较小,需要使用柔性放大机构对其位移进行放大,并且压电陶瓷驱动器存在蠕变和迟滞等非线性特性,而这些非线性特性极大影响了其输出位移经放大机构放大后的运动精度。针对以上两点,将传统桥式机构的4条桥臂用Scott-Russell机构代替,设计了一种新型柔性放大机构。同时,采用基于动力学逆模型前馈控制与PID反馈控制相结合的复合控制策略,提升放大机构的控制带宽和运动精度。实验结果表明,复合控制策略在1 Hz输入频率下的均方根跟踪误差相较传统PID反馈控制降低了33%,在10 Hz下降低了73%,说明了基于动力学逆模型前馈控制同PID反馈控制相结合的复合控制能够大幅度提高放大机构的跟踪精度。 展开更多

关键词 压电陶瓷驱动器 柔性放大机构 逆模型前馈控制

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热轧粗轧机上下辊联合振动的故障处理

13

作者 黄志刚 王武君 +1 位作者 秦立宇 王雷 《宝钢技术》 CAS 2009年第6期65-68,共4页

宝钢三热轧粗轧机R1上下辊在轧制高硬度钢种时出现轧机振荡,主要是原系统存在两方面的因素导致轧机振荡的加剧:一是R1轧机的转动惯量偏小,咬钢时动态速降大,且原双闭环控制系统存在反应滞后的缺点,使R1轧机在咬钢与加速过程中扭振加剧;... 宝钢三热轧粗轧机R1上下辊在轧制高硬度钢种时出现轧机振荡,主要是原系统存在两方面的因素导致轧机振荡的加剧:一是R1轧机的转动惯量偏小,咬钢时动态速降大,且原双闭环控制系统存在反应滞后的缺点,使R1轧机在咬钢与加速过程中扭振加剧;二是原系统速度环的截止频率与上下辊及轧制材料组成的联合体的固有频率接近,导致R1粗轧机出现联合共振。通过投入外扰模型前馈控制(SFC)功能减轻了动态速降大的问题,有效抑制了轧机振动;通过对速度环控制参数的分段切换控制,使控制系统的频率与联合体的固有频率错开,保证了R1轧机的稳定运行。 展开更多

关键词 扭振 外扰模型前馈控制 联合共振 截止频率

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采用ABC算法的关节机器人动力学参数辨识 被引量：8

14

作者 陈柏 管亚宇 +2 位作者 吴洪涛 谢本华 丁亚东 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期736-743,共8页

实验辨识机器人动力学参数是获取基于模型的控制器参数的主要方式。针对一般方法仅能辨识线性动力学模型从而辨识精度不高的问题,提出采用人工蜂群(Artificial bee colony,ABC)算法辨识机器人动力学模型。通过Newton-Euler法建立关节型... 实验辨识机器人动力学参数是获取基于模型的控制器参数的主要方式。针对一般方法仅能辨识线性动力学模型从而辨识精度不高的问题,提出采用人工蜂群(Artificial bee colony,ABC)算法辨识机器人动力学模型。通过Newton-Euler法建立关节型机器人的刚体动力学模型,并用低速动态特性更佳的非线性摩擦模型描述关节间摩擦特性,代替传统的库仑-黏性摩擦模型。优化辨识实验所用的激励轨迹,采集实验数据进行必要的预处理后,采用ABC算法辨识机器人动力学参数。结果表明,ABC算法能够精确辨识动力学参数,基于辨识结果的预测力矩抑制了误差峰值的出现。应用辨识结果设计基于模型的前馈控制器,实验结果表明基于模型的控制器能够提高轨迹跟踪精度。 展开更多

关键词 参数辨识 基于模型的前馈控制 人工蜂群算法 非线性摩擦模型

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绞吸式挖泥船泥浆管道输送系统MFAFC研究 被引量：7

15

作者 潘成广 高岚 朱师伦 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2020年第6期82-90,共9页

为得到优于绞吸式挖泥船泥浆流速的常规PID控制策略,提出一种新型控制方案——无模型自适应前馈控制(MFAFC),利用无模型自适应控制算法的设计仅仅依赖被控对象的输入输出、动态线性化方法、自身的时变参数并结合前馈控制算法等,很好地... 为得到优于绞吸式挖泥船泥浆流速的常规PID控制策略,提出一种新型控制方案——无模型自适应前馈控制(MFAFC),利用无模型自适应控制算法的设计仅仅依赖被控对象的输入输出、动态线性化方法、自身的时变参数并结合前馈控制算法等,很好地解决了挖泥船泥浆管道输送系统的建模困难、非线性、大惯性、参数时变、强耦合等问题。并将其进行流速跟踪试验、算法通用性试验以及抗干扰实验。结果表明该方案具有较强的跟踪性能和较好的通用性以及鲁棒性等。最后将其与常规PID控制进行比较,得出在泥浆管道输送系统流速控制中,MFAFC具有较好的控制效果。针对绞吸式挖泥船泥浆管道输送系统的流速控制,此控制方案符合实际要求和创新性,并进一步为实物应用研究打下坚定的理论基础。 展开更多

关键词 泥浆管道输送系统 无模型自适应前馈控制(MFAFC) 跟踪性能 通用性 鲁棒性

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