飞轮储能对船用燃气轮机发电系统稳定性影响的仿真研究

针对以燃气轮机为原动力的舰船综合电力系统动态性能易受舰船大功率用电负载突变、高能武器投切、电网故障等的影响问题,首先提出采用短时高功率的飞轮储能系统并入船舶电网以平缓系统功率波动;然后,结合综合优化弱磁控制建立了飞轮充放电控制模型,并对并网侧变流器控制进行了优化改进,实现飞轮充电模式下直流电压快速稳定、增强抗扰性能及放电并网模式下输出功率可控;最后,利用仿真软件分析了飞轮储能系统并网下负载突变导致的燃气动力轮机涡轮转速、电网频率、电压幅值及功率的变化。结果表明:飞轮储能系统的投入对舰船电网电压凹陷具有抑制作用,能够减缓负载突变导致燃气轮机动力涡轮转速变化及增加电网频率稳定性,有效提高了舰船综合电网整体性能。     

滑模变结构矢量控制用于矩阵变换器驱动感应电机研究

滑模控制不仅能够保证转速平稳无超调地达到期望转速,同时具有较强的抗负载扰动能力,但积分器的作用会使其动态响应速度变慢。针对传统的滑模控制存在的上述问题,首先提出一种改进的滑模控制方法:对于不同的转速误差,滑模控制器输出不同的参考电磁转矩;然后,将PI控制和滑模控制嵌入到矢量控制,用于矩阵变换器驱动感应电机的调速控制,并分别对二者的调速性能进行了仿真研究与实验验证。仿真结果表明:相比于PI控制,滑模控制作用下转速可以快速平稳地上升到期望值并具有较强的抗负载扰动能力;相比于传统的滑模控制,改进后的滑模控制有效地提高了系统的动态响应速度,具有更好的调速性能。     

PID在柴油发电机组输出稳定性控制中的应用研究

针对目前移动式柴油发电机组机械式调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时发电机组输出电压和频率波动较大的问题,研究了PID在柴油发电机组稳定性控制中的应用,进行了电子调速器电路的研究与设计。对75kW柴油发电机组进行了空载、半载及满载实验,实验结果验证了设计电路和控制方法的正确性。该电子调速器采用PID方法对发动机转速进行控制,达到了改善柴油发电机组输出稳定性的目的,并且具有响应速度快和准确度高的特点。     

遗传算法整定PID参数的超磁致伸缩作动器控制策略研究

为提高超磁致伸缩作动器的控制精度和效率,在分析超磁致伸缩作动器基本原理的基础上,首先建立了作动器的控制系统数学模型;然后,利用遗传算法整定PID参数的方式对作动器进行了控制,并利用Simulink搭建作动器控制框图进行了仿真分析;最后,与传统PID控制效果进行的对比分析。结果表明:所提出的基于遗传算法整定PID参数的方法可以有效提高系统控制效果。     

线性自抗扰控制器在直驱式永磁风电机组虚拟惯量控制中的优化应用

针对常规PID控制器存在参数难以调节、抗干扰能力较弱,且参与调频后风机转速恢复速度慢、容易引起频率的二次波动等问题,提出了一种基于线性自抗扰控制器的直驱式永磁风电机组虚拟惯量控制新方法。通过优化辅助控制功率,使机组在抑制系统频率波动的基础上能够快速恢复风机转速,减弱对系统频率造成的二次扰动。仿真实验和物理实验验证了该方法的有效性和可行性。     

基于模糊PID算法的泵控马达系统恒转速控制

行车取力发电技术的核心问题是实现变转速泵控马达系统输出转速恒定。由于泵控马达系统输出转速存在线性波动现象,为实现其恒转速控制,提出一种权重系数是简单函数的模糊PID控制算法。通过分析含权重系数的模糊PID控制器解析结构,推导出其解析表达式。利用FPGA设计该控制器,并搭建泵控马达调速系统实验平台。对系统输出转速波动进行仿真分析,归纳出系统输出转速波动规律。实验表明在输入转速时变和系统负载突变情况下,系统输出转速波动量最大为80 r/min,超调量小于3.5%,调节时间最大为2 s,达到了国家Ⅲ类发电要求。     

变负载变转速输入泵控马达调速系统

行车取力泵控马达发电系统可以改变现有装备车辆供电模式。针对泵控马达系统存在转速和外接负载扰动的问题,以输入变转速变负载变量泵-定量马达恒速控制系统为研究平台,建立系统的流量模型,确定了对转速和负载扰动的控制策略以及相应的前馈补偿系数,采用了PID闭环控制与前馈补偿相结合的复合控制方法。并通过Matlab的Simulink模块对建立系统的仿真模型,得到了系统在转速和负载扰动下的控制规律,结果表明控制系统在两种扰动下反应迅速,最后通过实验验证,马达输出转速能保持在较理想的状态,为行车取力发电系统实现提供了借鉴意义。     

船舶汽轮发电机组阀门独立控制与低频振荡

为提高船舶汽轮发电机组运行稳定性,在阐述汽轮机调速机理的基础上,建立了船舶汽轮发电机组及其调速系统的实用数学模型。在DEH调速方式下,提出了基于阀门独立控制的汽阀流量特性改良方法,分析了油动机死区、调节限幅等不理想因素在阀门传统控制环境下对机组长期稳定运行可能造成的危害,并从信号传递的角度阐明该特性可能导致机组受迫振荡的机理。利用PSCAD仿真软件,对比测试油动机非线性特性在传统阀门控制方式和阀门独立控制方式下的不同影响。仿真结果表明:采用阀门独立控制方式有利于机组抑制受迫低频振荡,更好地保障船舶电网运行安全。实测一台兆瓦级汽轮发电机组的调速实验转速波形,印证了相关分析及仿真结论。     

混合动力装甲车辆能量管理策略实时仿真

为解决混合动力装甲车辆多动力源输出优化匹配难题,针对一种具有3个动力源的混合动力系统中各动力源的输出特性和驱动电机功率需求特点,制定了具有双层结构的能量管理策略:顶层的系统功率分配策略完成负载功率估计及其在各动力源间的分配;底层的部件级控制策略实现发动机-发电机组和动力电池的优化控制。通过构建一种分布式硬件在环仿真平台对能量管理策略进行仿真验证。结果表明:混合动力系统能够很好地满足负载功率需求,实现了对多个目标的优化控制。     

基于GA的模糊PID控制在质量矩导弹系统上的应用

针对三轴稳定的质量矩导弹姿态控制系统,提出了一种基于遗传算法进行参数寻优的模糊PID控制方法。在建立姿控系统数学模型的基础上,首先设计了姿态控制的优先级函数,然后根据实际的姿态控制系统,设计了遗传算法的性能指标函数和具体的优化策略,最后给出了模糊PID控制器的设计思路。仿真结果说明了该方法的有效性。     

基于多目标遗传算法和多属性决策的船舶柴油机转速PID控制器参数优化

提出了一种基于多目标遗传算法和多属性决策的PID参数设计方法,综合考虑系统超调量、稳定时间和ITAE指标,采用改进非支配解排序的多目标遗传算法(NSGA Ⅱ)求出Pareto最优解.由这些Pareto最优解构成决策矩阵,使用客观赋权的信息熵法对最优解的属性进行权值计算,然后采用逼近理想解的排序方法(TOPSIS)进行多属性决策(MADM)研究,对Pareto最优解给出排序.给出了某型护卫舰主机转速PID控制的数值算例.计算结果表明,该联合方法通用性好,所设计的PID性能优异,适合工程实际应用.     

灰色预测智能PID控制在火箭炮伺服系统中的仿真

新型火箭炮武器系统具有大惯量、变负载的非线性时变特性,传统PID控制难以满足火箭炮快速高精度调炮的要求。在传统PID控制的基础上,结合智能控制理论,在火箭炮伺服系统中采用一种智能PID控制,并利用灰色预测控制的超前控制能力改善系统的时滞特性,通过MATLAB仿真实验表明,该控制方法在系统快速性、稳定性方面得到了改善,并减小了系统超调。     

基于改进遗传算法对某自动装弹机减速器的研究

在满足自动装弹机性能的前提下,研究了减速器的最优结构参数组合以及动力学性能。在分析了减速器不同参数对性能的影响后,提出了一种基于遗传算法的改进算法,以中心距最小为优化目标,建议优化数学模型;选取斜齿轮齿根弯曲强度和齿面接触疲劳强度为约束,运用改进遗传算法进行求解,得到最优参数组合。改进遗传算法进行优化,中心距的尺寸相比之前减少了9.59%;基于优化后的结果,随着减速器输出端负载的增加而振动变弱,其最大值仅为负载为500 N时的1/8。结果表明利用改进后的遗传算法可以有效地解决自动装弹机减速器结构优化问题,为以后的工程图设计提供依据。     

伺服电机积分型SMC速度控制策略

为解决伺服电机控制系统输出转速可控性差、波动大、动态响应慢等问题,提出积分型滑模变结构控制策略,设计负载转矩观测器解决控制过程中的负载扰动问题,基于Simulink搭建永磁同步电机速度控制系统仿真模型,搭建电机测试系统台架对控制系统的稳态性能和动态性能进行试验验证。研究结果表明,相比于传统比例积分微分控制和普通滑模变结构控制(Sliding Mode variable structure Control, SMC),所设计的控制策略能够使控制系统达到稳态时速度波动较小,鲁棒性较好,抑制了SMC的抖振现象。     

一种新型军用电源智能充电机控制算法

军用电源充电机是一个多参数、时变的非线性系统,传统的PID控制算法难以在线调节达到优化充电曲线的目的。针对该问题,提出了一种基于模糊和免疫机理的自适应PID控制算法。该算法通过模糊免疫反馈机理对PID控制的比例系数进行实时调整,采用模糊自适应控制器对PID控制的微分、积分时间常数进行在线整定。仿真结果表明,该算法具有响应时间短、超调量小,鲁棒性强等特点,极大地改善了系统的适应能力,达到了优化充电曲线的目的。     

基于热经济学的舰船发电机组配置优化

针对舰船综合电力推进的特点,运用热经济学理论,建立了发电机组配置的数学优化模型.通过Matlab遗传算法工具箱,利用改进的遗传算法对发电机组的配置优化进行研究.结果表明,热经济学方法能较全面地反映舰船动力装置配置的经济性;改进的遗传算法是一种解决发电机组配置优化的有效方法.     

基于凸-改进遗传算法的圆阵列方向图联合优化

针对圆形阵列方向图具有较高旁瓣的问题,提出一种新的基于凸优化和改进遗传算法的优化方法。该方法首先采用遗传算法将阵元位置和阵元权值作为优化变量,以最小化波束方向图峰值旁瓣为目标函数进行联合优化,既增加了变量的自由度,又符合理论意义上的全局寻优;同时,为了避免算法的早熟收敛,对基本遗传算法进行了必要的改进。然后采用凸优化方法对阵元权值进行二次优化可进一步降低旁瓣电平,与传统方法相比能够明显提高优化效果的稳定性。仿真数据证实了该方法的有效性和正确性。     

基于遗传算法整定的空间机械臂控制方法

针对空间机械臂关节角度控制时中存在的精度较低、建模误差较大等问题,采用遗传算法对PID参数进行整定的空间机械臂控制算法,可以有效地提高了关节角度控制的精度。仿真结果表明,使用遗传算法PID参数的整定算法,对空间机械臂关节角度具有较好控制性能,并且克服了传统PID调整参数困难的缺点。     

基于模糊神经网络的伺服系统PID控制

针对某装备伺服系统具有复杂的非线性和时变性,传统的PID控制存在自适应能力差的缺点,设计了一种模糊神经网络PID控制器。利用神经网络对模糊控制的控制规则进行优化,根据偏差E和偏差变化EC在线调整PID控制器的3个参数。通过与传统的PID控制器仿真实验对比,可以看出模糊神经网络PID控制器能够有效地提高该伺服系统的性能。     

临近空间传感器动态组网优化部署研究

为了提高临近空间传感器系统整体性能,更好地适应现代条件下的高科技电子战、信息战,提出了一种基于遗传算法的临近空间传感器动态组网优化部署方法,建立了临近空间传感器组网优化部署的数学模型,给出遗传算法在该优化问题中的求解过程和步骤,为加快求解速度对遗传算法进行了改进.通过组网仿真表明该方法能够快速得出多种优化部署方案,从而为传感器组网部署提供了科学、有效的支持.