独立励磁直流发电系统优化控制方法比较 |
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引用本文: | 夏宇航,王宇.独立励磁直流发电系统优化控制方法比较[J].航空学报,2023(16):191-203. |
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作者姓名: | 夏宇航 王宇 |
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作者单位: | 南京航空航天大学自动化学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51977107,U2141227);;航空科学基金(2020HKZ0001)~~; |
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摘 要: | 传统的电压环比例积分(PI)控制无法兼顾直流(DC)发电系统的稳态和动态性能,一种电容能量平衡控制(CEC)方法被提出用以提升独立励磁直流发电系统的动态性能,CEC外环仍然采用PI控制。提出一种基于负载反馈的广义预测控制(GPC)方法,与PI控制框架下的电容能量控制方法进行比较研究。从原理上分析了CEC与GPC方法的特点,指出CEC方法的高比例增益能够加速系统动态响应,但外环的积分环节与负载电流反馈相冲突,会影响系统的电压稳态精度。分别构建CEC与GPC方法下的系统传递函数,从抗负载电流扰动的角度进行控制参数优化设计,并进行仿真验证,讨论了电容参数失配对2种控制方法的影响。最后,通过对比实验验证了本文对2种优化控制方法分析的正确性。实验结果表明:优化控制参数后的GPC与CEC方法在动态性能上优于传统的电压环PI控制,且相较于CEC,GPC拥有更强的鲁棒性。
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关 键 词: | 直流发电系统 动态性能 比例积分控制 电容能量控制 广义预测控制 抗负载扰动 参数优化 |
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