ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA >
Comparative study on optimal control methods of independent excitation DC power generation system
Received date: 2022-09-06
Revised date: 2022-11-23
Accepted date: 2022-12-10
Online published: 2022-12-27
Supported by
National Natural Science Foundation of China(51977107);Six Peaks of Talents in Jiangsu Province(XNYQC-005);Aviation Science Foundation of China(2020HKZ0001)
Traditional voltage loop Proportional Integral （PI） control cannot take into account the steady-state and dynamic performance of the Direct Current （DC） power generation system. The Capacitor-Energy-based Control （CEC） method is proposed to improve the dynamic performance of the independently excited DC power generation system. The CEC outer loop still uses PI control. In this paper， a Generalized Predictive Control （GPC） method is proposed based on load feedback. The GPC method is compared with the CEC method based on the PI control framework. The characteristics of CEC and GPC methods are analyzed in terms of principles. It is found that the high proportional gain of the CEC method can accelerate the dynamic response of the system， but the integration link of the outer loop conflicts with the load current feedback， which will affect the voltage steady-state accuracy of the system. The system transfer functions for the CEC and GPC methods are constructed. The control parameters are optimized to eliminate anti-load current disturbance， and the simulation verification is carried out. The influence of capacitor parameter mismatch on the two control methods is discussed. Finally， the comparative experiment verifies the correctness of the analysis of the two optimal control methods in this paper. The experimental results show that the GPC and CEC methods with optimized control parameters are better than the traditional voltage-loop PI control in dynamic performance， and GPC has stronger robustness than CEC.
Yuhang XIA , Yu WANG . Comparative study on optimal control methods of independent excitation DC power generation system[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2023 , 44(16) : 327975 -327975 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2022.27975
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