光伏并网发电系统的小信号建模与分析

研究了两级式三相光伏并网发电系统的小干扰稳定性.建立了完整的小信号模型,包含光伏阵列出口侧稳压电容、Boost电路、L滤波器、MPPT控制器和并网逆变控制器.基于PSCAD/EMTDC的仿真模型,利用特征值分析法研究了系统的小干扰稳定性,计算了控制器参数变化时的系统特征值轨迹,据此调整控制器参数.小信号分析与仿真结果表明,合理调整控制器参数,可以提高系统的小干扰稳定性.     

双向全桥CLLLC谐振变换器建模与分析

针对传统状态空间平均法不适用于谐振变换器建模的问题,采用扩展描述函数法,建立了双向全桥CLLLC谐振变换器的小信号模型;给出了该变换器谐振参数的设计方法,得到了适用于本文变换器的参数;设计了正向/反向运行时的控制器补偿函数,并搭建闭环仿真电路进行了仿真分析.仿真结果验证了本文所建立的模型和设计的控制器补偿函数的正确性.     

逆变弧焊电源动态仿真及实验研究

在半桥电路小信号模型的基础上,采用平均电流控制方式设计了逆变直流弧焊电源的双闭环控制系统,并确定了其电流控制器和电压控制器的增益及各零点、极点角频率;在Matlab/Simulink环境下,利用所设计的控制器,建立了半桥逆变直流弧焊电源双闭环控制系统的动态仿真模型,在大信号下对逆变弧焊电源的稳态及空载-短路、短路-负载和负载-短路的动特性进行了仿真和分析,根据仿真结果对主电路和控制系统参数进行了优化设计;在所研究样机上进行了一系列实验。所得实验波形与仿真波形基本吻合,验证了研究方法的合理性,为逆变弧焊电源的设计提供了一种有效途径。     

单周期控制隔离型三相无桥Sepic PFC变换器研究

功率因数校正技术被广泛应用于整流电路中以减小谐波污染。本文研究了一种新型隔离型三相无桥Sepic PFC变换器，它通过一级变换即可实现功率因数校正，又可实现隔离型DC/DC变换。本文首先详细分析了三相无桥Sepic PFC变换器的各个工作模态，对电路连续工作条件进行了分析。其次，采用单周期控制技术实现闭环控制，建立了单周期控制核心控制方程，对其进行小信号建模，设计了电压环路控制器，分别在频域和时域对不同参数下的系统稳定性进行仿真分析，设计了基于DSP的数字单周期控制的实现方法。仿真和实验结果表明，单周期控制的三相无桥Sepic PFC变换器，可实现单位功率因数，电流畸变率小。     

DC/DC变换器小信号建模与稳定性分析

小信号模型是动态系统稳定性分析的基础.采用状态空间平均法,建立了DC/DC变换器的小信号模型,通过对比电磁暂态模型和小信号模型的时域仿真结果,验证了小信号模型的准确性.对小信号模型方程进行拉氏变换,得到输入到输出的传递函数,进而画出零极点图,分析了系统的稳定性.在DC/DC变换器中,随着电容的逐渐增大,系统越来越不稳定;随着电感的逐渐增大,系统稳定性增强.DC/DC变换器的稳定性分析对电容电感参数设计具有重要意义.     

带耦合电感的Cuk变换器实现输出电流零纹波研究

为了解决普通开关电源因电流纹波较大而无法满足电源高品质要求的问题,对带耦合电感的Cuk DC/DC变换器进行了研究.首先根据Cuk变换器的工作原理,分析了带耦合电感的Cuk变换器的工作原理及实现输出电流零纹波的条件.其次,通过小信号建模得到了该变换器的小信号模型,并根据得到的模型对变换器进行了闭环设计.最后,运用Matlab/Simulink软件对带耦合电感的Cuk变换器的开环和闭环电路进行了仿真.仿真结果表明,该闭环电路既消除了高频纹波,也有效抑制了低频纹波,实现了输出电流零纹波.     

Boost变换器的双闭环分数阶PI控制研究

为提高Boost变换器输出电压的控制性能和抗干扰性,提出一种电压环和电流环均采用分数阶比例积分(PI)控制器的双闭环控制方法.该方法在建立的双闭环分数阶PI控制系统数学模型基础上,结合控制系统频域设计理论设计出电流环、电压环的分数阶PI控制器参数,并利用Bode图分析了被控系统的稳定性和鲁棒性.Boost变换器的双闭环分数阶PI控制仿真结果表明,即使在电源电压、负载,以及期望输出电压的变化条件下,相比双闭环整数阶PI,以及电压环分数阶PI、电流环整数阶PI的两种控制情形,该方法能实现变换器具有更好的输出电压性能和控制鲁棒性.     

混合系统PID控制及稳定性分析

由于被控对象为常见的二阶线性连续系统，而计算机通常只对离散信号进行处理，所以控制器采用离散的PID控制器，并在连续模块与离散模块之间采用零阶保时器，从而构成一个混合反馈控制系统．由于Z变换使得时域与频域系统形成一一对应的关系，故在分析过程中把整个闭环系统都化成统一的Z变换形式，并给出此系统的开环与闭环传递函数计算公式，从而推导出开环传递函数的幅值裕度和相角裕度．应用线性矩阵不等式(LMI)方法，先设定一个线性不等式区域，形成LMI区域的特征函数来分析整个闭环系统的稳定性，通过构造一个矩阵不等式并求解出一个正定对称矩阵，使得闭环系统Z变换后的特征值都在单位圆内部，从而所得到的闭环系统具有稳定性及较强的鲁棒性。     

不确定离散时滞系统的保成本控制

针对不确定离散时滞系统的保成本控制问题,给出了闭环系统稳定的充分条件,提出了一种基于Lyapunov稳定性理论的控制器的设计方法.利用矩阵变换,将离散时滞系统转化为一个不含滞后项的离散系统.对给定的成本函数,通过构造一类参数相关的Lyapunov函数,利用线性矩阵不等式,导出了该反馈控制律的求解过程.当系统参数在某一确定区间变化时,该控制器既能确保系统闭环稳定,也能保证闭环成本不超过某个界.通过仿真实例,说明了该方法的有效性.     

转子变频斩波器的建模及双闭环控制

介绍了斩波串级调速系统的主电路拓扑及工作原理,分析了斩波器的特性和作用,并指出其与传统Boost电路的不同点.在此基础上,通过采用状态空间平均法对斩波器进行建模,得到斩波串级调速系统双闭环控制系统动态结构框图.最后通过实验验证了模型的正确性.     

具有非线性多端体电路的广义节点法

推导一种广义节点法,适用于含由离散数据表示的非线性电阻多端口的电路。文中定义了非线性多端口的数值数据模型,它有一般网络的转移参数的相似形式。同时,定义了电路的电压图和电流图及端口方程的划分以便于方程的求解。     

基于比例谐振和谐波补偿控制技术的单相逆变并网研究

电网电压背景谐波的干扰在并网系统中是不可避免的,这会给并网电流带来大量的低阶谐波.提高开关频率能够抑制低阶谐波,却带来大量的高阶谐波.针对基于比例谐振控制(PR)和谐波补偿(HC)控制器的LCL型单相并网逆变器,详细分析了电流控制器参数对系统性能的影响,通过对并网电流的稳态误差、相位裕度和幅值裕度的分析得出满足要求的控制器各参数选择范围,结合系统的稳定性分析来选择控制器参数.仿真结果证明所给出的控制策略和参数设计方法是可行的.     

Modal parameter identification under non-stationary ambient excitation based on continuous time AR model

A new time-domain modal identification method of linear time-invariant system driven by the non- stationary Gaussian random excitation is introduced based on the continuous time AR model. The method can identify physical parameters of the system from response data. In order to identify the parameters of the system, the structural dynamic equation is first transformed into the continuous time AR model, and subsequently written into the forms of observation equation and state equation which is just a stochastic differential equation. Secondly, under the assumption that the uniformly modulated function is approximately equal to a constant matrix in a very short time period, the uniformly modulated function is identified piecewise. Then, we present the exact maximum likelihood estimators of parameters by virtue of the Girsanov theorem. Finally, the modal parameters are identified by eigenanalysis. Numerical results show that the method we introduce here not only has high precision and robustness, but also has very high computing efficiency. Therefore, it is suitable for real-time modal identification.     

伺服比例阀的非线性建模与实验验证

针对伺服比例阀中存在的多种非线性因素,提出包含滞环、磁饱和、时变参数、摩擦、液动力等特征在内的阀整体模型.基于非线性电路原理,建立比例电磁铁的集中参数模型.在多个不同固定气隙下进行电磁铁的阶跃电压动态测试,获取一系列磁化特性曲线,通过曲线拟合和数据插值等方法建立电感、电磁力增益和耗散电阻等电磁铁关键参数的非线性函数式.根据动力学方程建立阀体机械运动部件的模型,采用直接测量和间接估算相结合的方法确定各项参数值.通过实验获取恒定压差下稳态液动力与阀芯开度的关系曲线,并提供拟合后的数学表达式.为验证伺服比例阀综合模型的准确性,设计开环和闭环2种测试方法.开环时直接给电磁铁施加恒定电压,并采集电流与阀芯位移的阶跃响应曲线;闭环时通过阀芯位置PID控制器,分别测试空载与加载时的阀芯动态响应特性.仿真和实验结果表明,仿真模型在同样的参数和测试条件下获得与实验相吻合的响应曲线,验证模型的有效性,为后续针对伺服比例阀的控制器开发和故障诊断等工作提供有效的工具.     

雷达波对孔缝腔体内复杂传输线耦合影响

针对雷达波与孔缝腔体内复杂传输线耦合计算问题,提出一种基于矩量法、并矢格林函数和传输线Π等效电路与Agrawal混合模型的计算方法．首先,用矩量法求得雷达天线在孔缝处的入射电磁场; 然后,采用矩量法-并矢格林函数混合算法计算孔缝处等效磁流,并求得腔体内的电磁场; 接着,运用所得电磁场与传输线混合模型计算传输线的负载电流响应．通过仿真传输线与BLT方程等计算结果比较,验证了此方法是有效的．     

开关DC-DC变换器斜坡补偿的稳定性控制研究

从混沌稳定性控制的角度研究了采用斜坡补偿的buck、boost和buck-boost开关DC-DC变换器的稳定性控制机理,建立了采用补偿斜坡的开关变换器的离散映射迭代模型,得到了开关变换器电路的稳定性判据和补偿斜坡斜率的表达式。利用分叉图、Lyapunov指数谱和时域波形图,清晰地描绘出补偿斜坡电流(或电压)对开关变换器的电路稳定性能的影响。研究结果表明,采用斜坡补偿技术能有效地改善开关DC-DC变换器的稳定性。     

用MATLAB分析求解正弦稳态电路

给出正弦稳态电路结点电压方程的矩阵形式，并用MATLAB语言编程实现对正弦稳态电路的分析计算，大大提高了计算的效率和精度，同时获得了可视化的计算结果。     

Analytic circuit model for radiated susceptibility estimation of the microstrip transmission line

According to transmission line theory and electromagnetic theory, a time-domain analytic circuit model for radiated susceptibility estimation of a microstrip transmission line is proposed. In order to obtain the susceptibility threshold of a microstrip line under external electromagnetic interference quickly, a transverse electromagnetic cell (due to IEC standard 62132-2) is adopted as the test environment. A transmission line pulse is chosen as the external electromagnetic interference, since its steep edges can directly demonstrate radiated susceptibility of a microstrip line. This is an application case to identify the availability of the model. Specific parameters of the analytic circuit model are derived and comparisons of calculated and measured results of transmission line pulse responses for the matched microstrip line confirm the accuracy of the model. Furthermore, transmission line pulse responses of a microstrip transmission line with arbitrary loads and contributions of electric and magnetic field couplings are calculated. The effect of terminal load on the response of a microstrip transmission line is obtained, which can be helpful for load-selection to improve radiated susceptibility estimation of a microstrip transmission line.     

自适应变步长占空比扰动法在光伏发电MPPT中的应用

根据光伏电池的电气输出特性,建立了光伏电池的等效模型,在Boost电路中实现最大功率点跟踪控制．采用自适应变步长占空比干扰观察法,通过扰动步长的改变来获得较高的响应速度和稳态跟踪精度．仿真结果表明,该算法能够有效减小系统在最大功率比点的震荡,可以提高跟踪效率．     

Modal identification of system driven by lévy random excitation based on continuous time AR model

Based on the continuous time AR model, this paper presents a new time-domain modal identification method of LTI system driven by the uniformly modulated lévy random excitation. The structural dynamic equation is first transformed into the observation equation and the state equation (namely, stochastic differential equation). Based on the property of the strong solution of the stochastic differential equation, the uniformly modulated function is identified piecewise. Then by virtue of the Girsanov theorem, we present the exact maximum likelihood estimators of parameters. Finally, the modal parameters are identified by eigen analysis. Numerical results show that the method not only has high precision and robustness but also has very high computing efficiency.