恭喜南京理工大学陈志强获国家专利权
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龙图腾网恭喜南京理工大学申请的专利一种基于滑模控制的电力弹簧控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115000936B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210596665.8,技术领域涉及:H02J3/00;该发明授权一种基于滑模控制的电力弹簧控制方法是由陈志强;张洋洋设计研发完成,并于2022-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于滑模控制的电力弹簧控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于滑模控制的电力弹簧控制方法,包括以下步骤:确定在关键负载侧电压达到参考值时的传输线路电流满足关系式,以及传输线路电流幅值的表达式;根据检测电网电压和各个电路参数,计算传输线路电流的参考值,计算电力弹簧的输出电压的参考值;得到最终的电力弹簧输出电压参考值;计算电力弹簧输出电压正弦波参考值与电力弹簧实际输出电压正弦波的误差,进行滑模控制。本发明通过控制电力弹簧的输出电压,使得在关键负载电压稳定至参考值,实现系统的稳定。
本发明授权一种基于滑模控制的电力弹簧控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于滑模控制的电力弹簧控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、根据电力弹簧的电路结构,建立电力弹簧的数学模型,所述电力弹簧的数学模型为: 其中vg是电网电压;ves是电力弹簧输出电压;L1是传输线路等效电感;R1是传输线路等效电阻;Z1是传输线路等效阻抗;ZC是关键负载电阻;Z2是非关键负载阻值;C是交流测滤波电容,L是交流测滤波电感;vi是逆变器交流侧输出电压;vc是电力弹簧关键负载电压;i0是电感电流;i1是传输线路电流;i2是非关键负载电流;i3是关键负载电流;步骤2、确定在关键负载侧电压vc达到参考值vc-ref时传输线路电流I1满足关系式:Ir-K12+Ii-K22=ε2 其中Ir,Ii分别为传输线路电流的实部和虚部;K1,K2分别是电网电压vg与线路阻抗Z1比值的实部和虚部;ε为关键负载电压参考值Vc-ref与线路阻抗模值|Z1|的比值,满足: 步骤3、确定传输线路电流幅值I1M的表达式: 其中Ir,Ii分别为传输线路电流的实部和虚部;步骤4、根据检测电网电压信号vg、线路阻抗、以及步骤2和3中的关系式和表达式,确定传输线路电流的参考值I1M-ref:1当电网电压模值|vg|小于关键负载电压参考值vc-ref时: 此时传输线路电流幅值I1M设置为: 2当电网电压模值|vg|大于关键负载电压参考值vc-ref时: 此时传输线路电流幅值I1M设置为: 步骤5、确定电力弹簧输出电压的幅值参考值ves-ref和相角参考值θes-ref: 其中ves-ref是将步骤4中的传输线路电流的参考值I1-ref代入下式: 其中: 得到的关系得到的;ves-refr和ves-refi分别为ves-ref的实部和虚部;步骤6、将电力弹簧输出电压的相角参考值θes-ref,通过sin函数信号发生器生成正弦信号,并将电力弹簧输出电压的幅值参考值与正弦信号相乘得到最终的电力弹簧输出电压正弦波: 其中vref为电力弹簧输出电压正弦波;步骤7、将步骤6中电力弹簧输出电压正弦波与电力弹簧实际输出电压正弦波的误差,进行滑模控制控制,由步骤1建模可知: 其中D代表为参数摄动和电磁干扰及未知干扰之和;定义系统的误差变量为e,其表达式为:e=vref-ves其中ves为电力弹簧输出电压,对其进行求导以后得到误差变量的一阶导数: 考虑最终使跟踪误差e收敛到零,将滑模变量s定义为: 其中λλ>0为常数,对滑模变量求导后得到一阶导数为: 步骤8、单相电力弹簧系统滑模变结构控制器采用李雅普诺夫直接法,选取李雅普诺夫函数: 对其进行求导得: 得到滑模变结构控制器表达式为: 式中,η为常数并且大于零,signs为符号函数,有: 为验证控制器设计的合理性,得: 为保证收敛,需能够使η≥|D|,当时,s≡0,根据李雅普诺夫原理,闭环系统渐进稳定,在一定时间内滑模变量s收敛于滑模面s=0,闭环动态误差也会逐渐减小,限制在滑模面,逐渐收敛于0,并且收敛速度取决于参数η的大小。
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