关键词： 永磁同步电机   谐振扩张状态观测器   自抗扰控制   容错控制  

摘要： 针对永磁同步电机系统转子不对中故障引起的转速波动，本文提出了一种具有集成正弦扰动模型的谐振扩张状态观测器的谐振自抗扰控制方法(Resonance Active Disturbance Rejection Control， RADRC)。首先，根据转子不对中故障系统的数学模型分析出电机受正弦干扰的故障形式，建立故障状态下的机电耦合模型。其次，将控制系统中速度环采用的PI控制器替换成自抗扰控制器以提高电机系统的响应速度与稳态性能。再次，根据电机所受正弦干扰对扩张状态观测器进行优化设计，并利用前馈补偿减小不对中故障对系统性能的影响。最后，通过搭建永磁同步电机驱动系统不对中故障的仿真系统，开展基于所提出的RADRC和传统的ADRC调速性能对比验证。结果表明，所提出的谐振自抗扰控制方法能更有效降低转速和负载转矩波动，减弱电机驱动系统中负载不对中故障所造成的影响，具有更高的容错控制性能。

关键词： 多元高斯过程回归   谐波源建模   谐波分析   电能质量   聚类  

摘要： 数据驱动谐波源建模方法采用谐波电信号的幅值和相角数据训练模型，本质上是一种针对复信号的分析处理过程。传统数据驱动算法的设计与实现多在实数域上进行，在进行复信号回归时存在信息丢失的问题。对此本文首先提出一种基于矩阵变量高斯分布的多元高斯过程回归算法，借助行协方差矩阵刻画目标复信号实部虚部间的相关性信息，然后根据多类型谐波源的谐波发射影响因素选取特征变量建立复信号谐波源模型。针对当前数据驱动谐波源建模方法对全局样本学习效果差的问题，本文提出一种模型全局性提升方法，采用基于密度的空间聚类算法划分历史样本数据并建立相应的谐波源子模型，根据待回归样本的输入特征量选择最接近的子模型进行回归。算例表明本文所提算法的复信号回归效果优于高斯过程回归法和复线性最小二乘法，所选建模特征变量能够准确反映多类型谐波源的谐波发射特性，所述全局性提升方法能够提高模型对全局样本的回归精度并减少算法的训练时间。

关键词： 永磁同步电机   代价函数   扩展卡尔曼滤波   弱磁控制   参数辨识  

摘要： 为解决永磁同步电机模型预测控制受逆变器直流母线电压供给侧限制导致调速范围有限，运行过程中电机参数发生变化引起控制性能下降的问题，提出永磁同步电机全速域鲁棒模型预测电流控制策略。首先，基于电机数学模型建立永磁同步电机模型预测控制系统，将全速域运行范围划分为基速区与弱磁区，依据分析结果设定电流极限圆与电压极限圆等约束条件；其次，计算电机端电压对于直流母线电压的利用率与定子电流矢量偏移角度，判断电机当前速度所在的运行范围，在基速区以下采用MTPA控制，基速区以上采用超前角弱磁控制；再次，对预测模型参数敏感性进行分析，采用扩展卡尔曼滤波器对电机定子电感与定子电阻在线辨识，并在预测模型中实时更新，同时使用积分误差代价项消除电流稳态误差，结合给定跟踪型代价函数作为比例误差代价项构建一种PI型代价函数；最后，搭建硬件在环仿真平台验证所提控制策略可行性。结果表明：相较于模型预测控制，所提控制策略在维持模型预测控制动态响应快的基础上有效拓宽了电机运行速域，降低了控制系统对电机参数依赖，大幅减小因电机参数失配导致的稳态误差，提升了控制系统的鲁棒性。研究结果为进一步实现宽速域高效率永磁同步电机控制提供参考。

关键词： 新能源   新工科   创新  

摘要： 基于新工科背景,文章阐述了"新能源技术"这门课程的教学内容、要求及教学方式,深入分析发现教学过程中存在学生兴趣不高、重视度不够、理解浅显及缺乏创新性思考等问题,结合新工科的实际要求及课程特点,分别给出相应改进措施.文章旨在培养学生运用新能源知识解决相关工程问题的能力,从而为国家和社会培养具有创新能力及扎实理论基础的人才.

关键词： 随机开关频率   随机数   扩频范围   高频谐波   空间矢量脉宽调制  

摘要： 随机开关频率调制策略通过将开关频率在扩频范围内随机变化抑制高频谐波。虽然过宽的扩频范围能更有效地抑制高频谐波，但同时会带来严重的电流畸变和较大的转矩脉动。为此，该文提出在窄扩频范围下考虑随机数变化的随机开关频率SVPWM（RSF-SVPWM）。与传统的RSF-SVPWM相比，提出的方法通过限制相邻随机数变化的最大值，减小了相邻随机数的相对变化，使高频谐波由三角形分布变为梯形分布，从而降低了高频谐波幅值，实现窄扩频范围内对高频谐波的有效抑制。实验结果表明，在相同的扩频范围内，提出的方法更有效地降低了开关频率及其整数倍处谐波的峰值。

关键词： 光伏逆变器   调制技术   脉宽调制   谐波抑制   滤波器  

摘要： 随着光伏发电技术的快速发展，光伏逆变器作为核心转换设备，其性能优化已成为行业关注的焦点。当前研究主要聚焦于提升电能质量，其中谐波抑制技术的创新突破正推动逆变器应用领域的持续拓展。通过引入先进智能算法，逆变器技术实现了从传统调制模式向智能调制策略的跨越式发展，这不仅满足了新型电力系统对高效能转换的严格要求，同时也显著提升了系统的低谐波输出特性和智能控制水平。本文系统性地阐述了光伏逆变器的基本架构，深入剖析逆变器中谐波产生的主要机理；基于谐波抑制方法的技术特征，将其归纳为源头抑制和传播阻断两大技术路径：前者着力于减少谐波产生，后者侧重于滤波技术的创新应用。通过对现有谐波抑制技术的改进研究进行系统性综述，本文深入探讨谐波抑制领域的关键技术瓶颈，并对未来光伏逆变器谐波抑制技术的发展趋势进行前瞻性分析，为相关领域的研究提供理论参考和技术指引。

关键词： 高压直流   模块化多电平换流器   桥臂复用   能量均衡控制  

摘要： 为提高模块化多电平换流器（MMC）的轻型化程度，并实现混合型MMC的宽调制范围运行，该文基于桥臂时分复用和三相复用的思想引入交直流侧开关组及复用桥臂，提出了混合复用型多电平换流器（HM-MMC）及其能量均衡控制策略。在交流侧，HM-MMC通过开关组的交替导通实现桥臂的全周期时分复用，提高子模块利用率。在直流侧，HM-MMC通过三相复用桥臂和开关组的配合，构建桥臂的间接能量交换回路，并通过能量均衡控制稳定子模块电容电压，实现换流器的宽范围运行。与传统MMC相比，该混合复用型MMC拓扑的子模块数量可以降低72%左右。与混合型MMC相比，该拓扑实现桥臂能量均衡，解决了运行范围受限问题，将固定调制比拓展为[0， 4/π]。最后，基于Matlab/Simulink的仿真结果和HM-MMC的实验平台验证了所提拓扑及控制策略的可行性。

关键词： 永磁同步电机   扩展卡尔曼滤波   转动惯量辨识   负载转矩辨识  

摘要： 针对扩展卡尔曼观测器(EKF)对永磁同步电机的机械参数在线辨识过程中收敛速度与滤波效果相矛盾的问题,通过分析系统噪声协方差矩阵Q对辨识效果的影响,设计了一种新型自适应控制器。根据上一时刻的估计误差来检测当前工况是否发生较大变化,实时动态调整Q矩阵和系统状态转移矩阵的值,实现了Q矩阵和状态转移矩阵自适应调整,从而快速适应当前工况,增加了系统动态响应速度和鲁棒性。仿真结果证明,与传统EKF观测器相比,新型自适应EKF观测器能够保持良好的滤波效果,同时具有较快的收敛速度,转动惯量的辨识精度提升了30%,负载转矩辨识的精度提高了35%,收敛速度提升了36%。

关键词： 永磁同步电机   惯性自抗扰控制   扩展卡尔曼滤波器   电流谐波   新坐标系  

摘要： 永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中,观测器的设计至关重要,其精确性与稳定性直接影响系统性能。此外,如何有效适应突变负载引起的波动,提升系统运行的可靠性,是无传感器控制的一大难点。为此,该文首先在新坐标系下建立了永磁同步电机的数学模型,利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法来精确估计电机状态,提升控制精度的同时确保可靠运行。然后,分析了在电机稳定运行时和突变负载后的电流谐波变化,在线性自抗扰控制的基础上,引入二阶振荡函数,提出一种改进的惯性自抗扰控制(IADRC)技术,旨在削弱电流谐波的干扰。最后,利用奈奎斯特稳定判据证明了系统的稳定性,并通过仿真和实验证明了该方法的有效性和优越性。