基于機(jī)車整流器非線性控制的高速鐵路低頻振蕩抑制方法.pdf

1、近年來，國(guó)內(nèi)相繼出現(xiàn)了多起高速鐵路牽引網(wǎng)低頻振蕩事故，振蕩嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致機(jī)車牽引封鎖無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響了鐵路的正常運(yùn)輸秩序。對(duì)我國(guó)高速鐵路的發(fā)展構(gòu)成了極大的威脅，明確其發(fā)生機(jī)理并找出經(jīng)濟(jì)可行的抑制措施刻不容緩。電力機(jī)車整流器控制策略是誘發(fā)車網(wǎng)低頻振蕩現(xiàn)象的一個(gè)重要因素，本文首先通過分析簡(jiǎn)化牽引網(wǎng)模型和電力機(jī)車模型構(gòu)建了車網(wǎng)耦合系統(tǒng)仿真模型;隨后以整流器控制策略為主要研究對(duì)象，結(jié)合非線性控制策略在電力系統(tǒng)三相整流器控制領(lǐng)域表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)

2、，設(shè)計(jì)了H∞魯棒控制器，實(shí)現(xiàn)了單相整流器的d-q解耦控制;為了提高整流器抵抗外部擾動(dòng)的特性，設(shè)計(jì)了一階非線性自抗擾控制器(Active Disturbance Rejection Control，ADRC);通過在車網(wǎng)耦合系統(tǒng)仿真模型中的仿真對(duì)比分析，驗(yàn)證了所提控制方法的控制性能和對(duì)低頻振蕩振蕩的抑制能力。
　　首先，針對(duì)我國(guó)高速鐵路車網(wǎng)低頻振蕩現(xiàn)象，以CRH3型動(dòng)車組為例，進(jìn)行牽引網(wǎng)和電力機(jī)車建模，合理對(duì)牽引網(wǎng)進(jìn)行降階并簡(jiǎn)化逆變

3、器和牽引電機(jī)模型，搭建了低頻振蕩車網(wǎng)耦合系統(tǒng)模型。
　　其次，建立基于d-q坐標(biāo)的單相整流器數(shù)學(xué)模型，確定H∞控制狀態(tài)變量，通過分析H∞混合靈敏度問題，結(jié)合控制工程經(jīng)驗(yàn)加權(quán)函數(shù)的選取，引入粒子群智能優(yōu)化控制器參數(shù)求解黎卡梯方程，最終實(shí)現(xiàn)了H∞魯棒控制。通過Matlab/Simulink平臺(tái)和RT-LAB平臺(tái)仿真驗(yàn)證了該控制方法的控制效果，也在搭建的車網(wǎng)耦合系統(tǒng)模型中驗(yàn)證了對(duì)低頻振蕩的抑制性能。
　　最后，為了增強(qiáng)整流器的抗擾