This paper proposes a novel active damping scheme to suppress LCL-filter resonance with only grid-current feedback control in grid-connected voltage-source converters. The idea comes from the concept of the model reference adaptive control (MRAC). A detailed theoretical derivation is given, and the effectiveness of this method is explained based on its physical nature. According to the control structure of this method, the active damping compensator, which is essentially a second order resonant integrator (SORI) filter, provides an effective solution to damp LCL resonance and to eliminate the need for additional sensors. Compared with extra feedback methods, the cost and complexity are reduced. A straightforward tuning procedure for the active damping method has been presented. A stability analysis is illustrated in the discrete domain while considering a one-step delay. Finally, experimental results are presented to validate the analysis and to demonstrate the good performance of the proposed method.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제5권2호
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pp.117-127
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2007
Many real world control systems usually track several control objectives, simultaneously. At the moment, it is desirable to meet all specified goals using the controllers with simple structures like as proportional-integral (PI) and proportional-integral-derivative (PID) which are very useful in industry applications. Since in practice, these controllers are commonly tuned based on classical or trial-and-error approaches, they are incapable of obtaining good dynamical performance to capture all design objectives and specifications. This paper addresses a new method to bridge the gap between the power of optimal multiobjective control and PI/PID industrial controls. First the PI/PID control problem is reduced to a static output feedback control synthesis through the mixed $H_2/H_{\infty}$ control technique, and then the control parameters are easily carried out using an iterative linear matrix inequalities (ILMI) algorithm. Numerical examples on load-frequency control (LFC) and power system stabilizer (PSS) designs are given to illustrate the proposed methodology. The results are compared with genetic algorithm (GA) based multiobjective control and LMI based full order mixed $H_2/H_{\infty}$ control designs.
In crane control system, it is required that the travelling time of crane must be reduced as much as possible and there is no the swing of load at the end and starting points. In this paper, we present a hybrid control method which includes two control methods of the optimal regulator and the velocity pattern control in order to realize high performance of the anti-sway. To implement the control algorithm, the dynamic equation is linearlized at an equilibrium point, so that the linear time invariant state equation can be obtained. A 1/10 sized model crane of the usual gantry cranes is made and used to show the applicability of the developed hybrid control method. The effectiveness of developed hybrid control method is proved by experimental results which show us good performance for anti-sway control comparing to conventional velocity pattern control. Practically, it is expected that the proposed control system will make an important contribution to the automatic crane control system of the industrial fields.
In practical control systems differences between nominal and real systems arise from internal uncertainties and/or external disturbances. This paper presents a model-based low-order disturbance observer for a sinusoidal disturbance with unknown constant offset. By using the disturbance model of a biased harmonic signal, the proposed method can successfully estimate the biased sinusoidal disturbance with unknown amplitude and phase but known frequency. At the first stage of the observer design, a model-based disturbance observer is designed when all the system states are measurable. Next, a sufficient condition is presented for the proposed observer to estimate the sinusoidal disturbance with a minimal-order additional dynamics using only output measurement. Comparative computer simulations are performed to test the performance of the proposed method. The simulation results show the enhanced performance of the proposed disturbance observer.
Model Order Reduction (MOR) denotes the theory by which one tries to catch a model of order lower than that of the real model. This is conveniently pursued in view of the design of an efficient structural control scheme, just passive within this paper. When the nonlinear response of the reference structural system affects the nature of the reduced model, making it dependent on the visited subset of the input-output space, standard MOR techniques do not apply. The mathematical theory offers some specific alternatives, which however involve a degree of sophistication unjustified in the presence of a few localized nonlinearities. This paper suggests applying standard MOR to the linear parts of the structural system, the interface remaining the original unreduced nonlinear components. A case study focused on the effects of a helicopter land crash is used to exemplify the proposal.
복합재로 된 회전날개깃을 상자보로 모델링하고 수동/능동 감쇠를 주기 위해 ACL(Active Constrained Damping Layer)을 상하양면에 부착하고 복합변위이론에 기초한 유한요소방법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 이 이론은 ACL내의 복합재와 점탄성층 그리고 압전층의 전단변형효과를 정확하게 모델링하는데 효과적이다. Hankel 의 특이값을 이용해 축차모델을 유도하였으며 축차모델과 측정된 출력에 기초한 LQG 제어기를 설계하였다. 그러나 LQG 제어기는 공칭 운전속도에서는 좋은 성능을 보여주었으나 운전속도가 변하는 상황에 대해서는 강인안정성을 보여주지 못했다. 이 LQG제어기의 강인안정성을 개선하기 위하여 루프전달회복을 통한 강인한 제어기를 설계하였다. 수치 예를 통해 제시된 제어기가 회전날개깃의 공기역학적인 안정성을 개선하는데 효과적이며 동체모드와 연계된 리드-래그 모드감쇠를 증가시켜 회전날개깃의 진동을 효과적으로 억제하는 것을 보였다.
This paper proposes a control method for maintaining the energy level for a supercapacitor energy storage system coupled with a wind generator to stabilize wind power output. Although wind power is green and clean energy source, disadvantage of the renewable energy output power is fluctuation. In order to mitigate the fluctuating output power, supercapacitor energy storage system (SCESS) and wind power simulator is developed. A remaining energy supercapacitor (RESC) control is introduced and analyzed to smooth for short-term fluctuating power and maintain the supercapacitor voltage within the designed operating range in the steady as well as transient state. When the average and fluctuating component of power increases instantaneously, the RESC compensates fluctuating power and the variation of fluctuating power is reduced 100% to 30% at 5kW power. Furthermore, supercapacitor voltage is maintained within the operating voltage range and near 50% of total energy. Feasibility of SCESS with RESC control is verified through simulation and experiment.
Generator efficiency optimization is important for economic saving and environmental pollution reduction. In general, the machine loss can be reduced by the decreasing the flux level, resulting in the significant reduction of the core loss. This paper proposesan model-based controller is used to decrement the excitation current component on the basis of measured stator current and machine parameters and the q-axis current component controls the generator torque, by which the speed of the induction generator iscontrolled according to the variation of the wind speed in order to produce the maximum output power. The generator reference speed is adjusted according to the optimum tip-speed ratio. The generated power flows into the utility grid through the back-to-back PWM converter. The grid-side converter controls the dc link voltage and the line-side power factor by the q-axis and the d-axis current control, respectively. Experimental results are shown to verify the validity of the proposed scheme.
In the broadband integrated service digital networks (B-ISDN), ATM switches hould be abld to accommodate diverse types of applications ith different traffic characteristics and quality ddo services (QOS). Thus, in order to increase the utilization of switches and satisfy the QOS's of each traffic type, some types of priority control schemes are needed in ATM switches. In this paper, a nonblocking input and output queueing ATm switch with capacity C is considered in which two classes of traffics with different loss probability constraints are admitted. 'Partial push-out' algorithm is suggested as a loss priority control schemes, and the performance of this algorithm is analyzed when this is adopted in input buffers of the switch. The quque length distribution of input buffers and loss probabilities of each traffic are obtained using a matrix-geometric solution method. Numerical analysis and simulation indicate that the utilization of the switch with partial push-out algorithm satisfying the QOS's of each traffic is much higher than that of the switch without control. Also, the required buffer size is reduced while satisfying the same QOS's.
In comparison with different mass transportation systems, the streetcar is lower, both in speed and transportation capacity. However, it has the advantage of reducing the cost of construction, because it makes infrastructure simple, by using the road. It is proper in the city, where the population is few, to raise the efficiency of traffic. The convenience is high to passengers. On time accuracy and the commercial speed is influenced by operating condition. Generally that is organized into 21m degree in 6 quantity. All passengers in a streetcar are about 180 people. The maximum speed is 40~60km/h. When road traffic is considered, the speed can be reduced to 15km/h. To enhance the speed, the construction of a priority signaling system is necessary which is integrated with the road traffic operation information system. In order to develop a better Traffic Control System which is connected to a Traffic Control Center, a Priority Signaling System which incorporates Intersection Control Technics must be included.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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