文档名：CRH5动车组牵引脉冲整流器自适应优化控制方法研究
摘要：针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略.在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控制响应及控制量大小随误差变化自适应调整,基于状态空间方程构建一阶线性自抗扰电压外环控制器以实现对系统扰动的观测及跟踪.由此改善控制器对外部扰动的估计及补偿能力,增强控制器对车网耦合特性变化的适应能力.通过Matlab/Simulink仿真对比分析了基于PID控制和基于参数自适应优化控制的dq电流控制器性能,仿真结果表明,基于参数自适应的dq电流优化控制策略下的整流器直流侧输出电压在启动过程中超调量更小,且在应对网压波动时输出电压波动恢复后的稳态误差小于指标值的1/6,抗干扰能力更强.为进一步验证该控制器应对网压低频振荡的抗扰动效果,在RT-LAB半实物实验平台上搭建动车组-牵引网级联耦合模型对比分析2种控制策略下的牵引网网压波形.结果表明:基于参数自适应的dq电流优化控制更能适应多列动车组同时接入而引发的扰动,抑制牵引网网压大幅度振荡;fal电流环的参数自适应特性能改善控制器动态特性,可根据瞬态误差及时调整控制器响应,且其控制参数适应范围较宽,易于整定.
Abstract：Toaddressthestabilityissuesofthepulsewidthmodulation(PWM)rectifierintheCRH5ElectricMotorUnit(EMU)primarytractioncircuitundertractiongridvoltageoscillationsofrailwaycatenary,aparameteradaptiveoptimizationcontrolstrategybasedonactivedisturbancerejectioncontrol(ADRC)wasproposed.Thestrategywasbuiltonthedqdouble-loopcontrolstructureappliedinCRH5byusingthefastestcomprehensivefalfunctionfortheinnercurrentloopandadaptivelyadjustingthecontrolresponseandthecontrolvaluetothedeviationvariation.Basedonthestatespaceequations,afirst-orderlinearself-disturbancevoltageouterloopcontrollerwasconstructedtoobserveandtrackthesystemdisturbance.Thecontroller'sabilitytoestimateandcompensateforexternaldisturbanceswasimproved,andthecontroller'sadaptabilitytochangesinthecouplingcharacteristicsofthevehiclenetworkwasenhanced.TheperformanceofPID-baseddqcurrentcontrolandparameterself-adaptiveoptimalcontrolwascomparedandanalyzedbyMatlab/Simulink.Thesimulationresultsrevealthat,duringthestart-upprocess,theDCoutputvoltageovershootoftherectifierisminorwiththeparameterself-adaptiveoptimalcontrolstrategy.Moreover,whendealingwithtractiongridvoltageoscillations,thesteady-stateerrorofDCoutputvoltageafterrecoveryisonly1/10oftherequiredindex,indicatingstrongeranti-interferenceability.Tofurtherverifytheanti-disturbanceeffectofthecontrolleragainstgridvoltagelow-frequencyoscillations,atrain-gridcascadecouplingmodelwasbuiltontheRT-LABexperimentplatformtocompareandanalyzethegridvoltagewaveformunderthetwocontrolstrategies.Theresultsdemonstratethattheparameterself-adaptiveoptimalcontrolstrategycanbetteradapttodealwiththedisturbancecausedbymultiplehigh-speedtrainssimultaneouslyconnectedtothegridandcansuppresssignificantoscillations,theparameteradaptionfeatureofthefalcurrentloopcanimprovethedynamiccharacteristicsofthecontrollerbyadjustingthecontroller'sresponsebasedonthetransienterror,anditscontrolparametershaveawideadaptiversangeandareeasytoadjust.
作者：李蔚 冉治 孙博 肖友刚 刘哲霖 Author：LIWei RANZhi SUNBo XIAOYougang LIUZhelin
作者单位：中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130062
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(2)
分类号：U233.5
关键词：CRH5动车组 牵引脉冲整流器 自抗扰控制 牵引网网压 低频振荡
Keywords：CRH5electricmotorunit tractionPWMrectifier ADRC tractiongridvoltage lowfrequencyoscillation
机标分类号：U491.54TM712TN916.1
在线出版日期：2024年3月19日
基金项目：国家自然科学基金，广西创新驱动发展专项资金资助项目CRH5动车组牵引脉冲整流器自适应优化控制方法研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(2)李蔚 冉治 孙博 肖友刚 刘哲霖针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略.在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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