滑模控制器控制降压型直流-直流转换器

针对脉冲宽度调制器控制降压型直流-直流（DC-DC）变换器采用常规的比例积分微分（PID）控制方法存在抖动和延迟等问题,提出一种基于滑模修正PID控制策略的DC-DC变换器实现方法.在分析滑模控制理论的基础上,利用线性矩阵等式方法来建立DC-DC转换器的状态空间数学模型,设计滑模PID控制器,构造全局滑模面调整PID控制器输出参数,并用李雅普诺夫函数验证了滑模PID控制器的可靠性.在电感电流连续工作模式下,用不确定性负载的线性平均模型进行了仿真.结果显示：证明所提出的滑模PID控制器不但提高系统对不确定负载的适应性,而且增强了系统在大信号扰动时的鲁棒性,使转换器输出电压有优越的鲁棒性及良好控制性能.     

一种基于STD的Buck变换器滑模控制

针对新能源用DC-DC Buck变换器常规滑模控制需要同时检测变换器输出电压和滤波电容电流,提出一种基于super-twisting微分器(STD)的滑模控制器。与常规滑模控制器相比,所提出的控制方法只需检测变换器输出电压,无需测量电容电流,因此可以将电流传感器从控制环路中移除,从而简化控制系统。仿真实验结果表明,与常规滑模控制器相比,所提出的STD滑模控制具有更小的稳态误差,同时保留了对输入电压扰动和输出负载扰动的强鲁棒性。     

基于线性自抗扰的DC/DC升压变换器的控制策略研究

为了改善DC/DC升压变换器的动态性能和抗干扰能力,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的双环DC/DC变换器控制策略.首先,基于状态空间平均法推导出DC/DC升压变换器电压外环和电流内环的传递函数; 其次,通过设计线性扩展状态观测器(LESO)和线性状态误差反馈控制律(LSEF)来实时估计和补偿外部的干扰和内部的不确定性; 最后,利用仿真实验验证了该控制器的可行性.实验结果显示,该控制器比传统双环PI控制器具有更佳的鲁棒性和自适应性,因此该控制器可用于稳定变压器的直流母线输出电压.     

离散终端滑模控制及其在Buck变换器中的应用

针对Buck变换器这类具有强非线性与负载随机突变等特点的系统,考虑数字控制实现的工程需求,在传统终端滑模控制的基础上,提出了一种离散终端滑模控制策略。首先在完成离散终端滑模控制器设计的基础上,进行了系统稳定性分析。随后对离散终端滑模控制和离散线性滑模控制两种控制器作用下的输出跟踪误差进行了分析。最后将本文提出的方法应用于Buck变换器输出电压稳定控制上并进行仿真,从输出电压的稳态误差,稳定时间和控制器输出抖振等方面与传统离散线性滑模控制的效果进行了对比。结果表明：离散终端滑模控制能有效提高系统的动静态特性及抗扰能力。     

直流调速系统单神经元自适应速度控制方法

针对直流调速系统,将单神经元自适应PID控制器与负载观测器有机结合,提出了一种基于单神经元的自适应速度控制方法.仿真结果表明,该法不仅结构简单、易于实现,而且克服了单神经元自适应PID控制器抗负载扰动能力不足的缺点,在电机参数变化和负载突变时都具有较好的控制性能.     

基于自适应滑模的直流微网光伏发电控制策略

针对双光伏直流微电网运行时存在光伏发电端光照不均、负载端突变导致的微电网系统运行不稳定问题,提出了一种双光伏直流微网有限时间非奇异自适应滑模控制方法,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了该方法的稳定性.该方法根据两个光伏发电单元输出电压与电流的变化来构建控制器中的状态变量,结合有限时间非奇异滑模控制策略,使两个光伏发电单元输出电压快速相等并达到设定值,进而减小由于负载突变或光照不均引起的母线电压波动.仿真结果表明,该方法可有效地解决光照不均、负载突变带来的母线电压波动问题,具有良好的抗干扰能力.     

直流电网的拓扑结构及潮流控制综述

近年来直流电网技术得到了快速的发展,已成为解决远距离大功率输电和新能源并网的有效技术.如何有效的控制直流电网线路的潮流和实现不同直流电压等级间的互联是直流电网技术不可回避的问题,直流潮流控制器和多端口DC/DC变换器是实现线路潮流控制和不同直流电压互联的关键设备.在归纳了直流电网拓扑结构的基础上,分别介绍了电阻型和电压型潮流控制器,并指出电压型潮流控制器具有很好的发展前景.同时对应用在多电压等级和实现线路潮流分配的多端口DC/DC变换器进行了详细的分类,明确了各类变换器的优缺点和适用场合,为未来直流电网技术的研究提供了参考价值.     

基于固定时间滑模的直流微电网系统电压控制

针对含有恒功率负载的直流微电网系统,为了抑制恒功率负载的负阻抗性造成的系统直流母线电压振荡现象,采用固定时间滑模控制方法研究直流母线电压的控制问题。首先,建立含恒功率负载和储能单元的直流微电网系统的数学模型;其次,结合固定时间稳定性理论,设计积分型滑模面,在此基础上构造固定时间滑模控制器,通过对系统状态进行可达性分析,给出系统收敛时间上界的估计值;然后,通过对滑动模态进行稳定性分析,结合线性矩阵不等式求解得到控制器增益;最后,以含有2个恒功率负载和1个储能单元的直流微电网系统为例进行仿真实验,仿真结果表明,所设计控制器能够有效抑制恒功率负载扰动对直流母线电压带来的不良影响。     

直流调速系统单神经元自适应速度控制方法

针对直流调速系统，将单神经元自适应PID控制器与负载观测器有机结合，提出了一种基于单神经元的自适应速度控制方法．仿真结果表明，该法不仅结构简单、易于实现，而且克服了单神经元自适应PID控制器抗负载扰动能力不足的缺点，在电机参数变化和负载突变时都具有较好的控制性能．     

一种Buck型变换器的滑模变结构PID控制器设计

针对Buck变换器电路的内部关系,应用滑模变结构理论与常规PID控制的复合控制策略,设计了一种滑模变结构PID控制器。避免了传统PID控制积分引起的超调和滑模控制存在的固有抖振问题,易于工程实现且鲁棒性强。仿真结果表明：与传统的控制技术相比,滑模PID控制器能保证在趋近运动阶段有较短的上升时间（约50ms）,在滑动模态阶段有较小的超调量,提高了系统的暂态稳定性。     

基于非奇异终端滑模技术的DC-DC Buck 变换器研究

针对DC-DC Buck变换器所需的稳定性及快速性,设计出一种恒频非奇异终端滑模控制器。对比平均电流技术,该控制器能避免设计系统补偿器,并能解决传统滑模技术控制中存在工作频率不固定、响应速度较慢的难题。通过设定S函数作为切换面,以双曲正切函数作为控制律进行仿真及实验验证,结果表明,在输入电压和负载电流发生变化时,运用非奇异终端滑模技术对DC-DC Buck变换器控制的输出电压超调量远小于运用平均电流技术的,且响应速度大大提高。     

直流电机速度控制比较

用比例积分微分(PID)控制器和模糊逻辑控制器(FLC)对他励直流电机的速度控制进行了对比研究,并对他励直流电机的串级启动进行了数字化实验.结果表明,PID控制器的原理和结构简单,其控制系统的设计是建立在控制对象精确的数学模型基础上,是线性控制,对于那些电机控制要求超调量小的,电压调节范围不宽的,应当优先考虑PID控制;FLC控制器是基于软件的规则和硬件的组合,是建立在专家知识库和人工操作经验的基础上,不需要对控制对象建立精确的数学模型,在鲁棒性要求高、响应时间快、稳定时间要求短的场合,FLC具有明显的优势,具有更好的设计参数,组成的控制系统更容易满足非线性控制系统要求.     

Buck变换器的非线性现象及并联同步均流研究

通过建立Buck变换器的混沌动力学离散模型,研究其丰富的非线性现象。并提出利用混沌同步特性,可以控制多个并联模块的输出特性保持一致,达到输出电流分配均匀。本文设计出一种新的便于电路实现的滑模控制方式,使并联变换器的输出电流达到同步来实现均流,便于从策略推向实用,在工程上易于实现．     

大规模光伏电站经柔性直流并网系统故障穿越策略

大规模光伏经柔性直流并网系统采用直流架空线路是未来新能源并网的趋势之一。然而,架空线直流短路故障发生概率较大,极易导致光伏电站脱网或换流站电力电子器件损坏。本文首先根据柔性直流输电系统、光伏电站特性,建立了相应的数学模型及仿真系统模型;其次,针对大容量光伏经双极模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流功率传输系统发生直流架空线路单极短路接地故障工况,分析其故障特性;最后,提出综合考虑直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB),换流站控制方式,光伏电站功率出力控制的直流故障穿越的协调控制策略。即故障发生时利用非故障极换流站继续进行功率传输,根据换流站额定功率与光伏电站输出功率计算得到不平衡功率,充分利用光伏阵列自身功率输出特性,优化光伏电站内的直流线路电压,实现控制光伏电站输出功率减载;对直流架空线路在瞬时故障情况下的故障穿越问题,提出了光伏电站减载以及换流站功率前馈增量控制,从而维持系统功率平衡,提高系统的并网稳定性;基于PSCAD/EMTDC的建模仿真,通过故障穿越措施前后的系统参数对比,表明所提方法能够有效的维持光伏电站与柔性直流系统运行特性,平稳实现故障穿越。     

韦根传感器在无刷直流电机中的应用

为了实现无刷直流电机的换向,基于韦根效应制成了一种新型韦根传感器.利用韦根传感器作为无刷直流电机转子位置检测元件,搭建了韦根传感器信号采样电路,通过单片机对韦根信号进行处理,实现了对电机换向的控制.以一台4极无刷直流电机为例,由单片机STC89C52RC控制驱动芯片L298n,实现了电机的起动和运行.实验结果表明,韦根传感器能够即时输出反映转子位置的信号,使电机顺利换向,可以作为无刷直流电机的位置检测元件使用.     

基于前馈和PI控制的光伏离网逆变器的研究

针对一般PI控制存在测量干扰的问题,设计了带有前馈补偿器和电流反馈PI补偿器控制的微型光伏离网逆变器. 利用状态空间平均法建立理想反激转换器的小信号数学模型,给出了输入与输出之间的传递函数;设计了带有前馈补偿器和PI控制器的微型光伏离网逆变器控制算法. 为了验证提出的算法,通过微控制器实时对光伏电池板电压、交流输出电流、交流输出电压进行采样和计算,生成SPWM波形并驱动开关管来实现DC-DC升压变换和DC-AC变换,得到较为稳定的正弦输出. 对实验得出的结果进行分析,充分验证了控制算法的有效性和可行性.     

A new complete model of switch-mode plasma cutting power supply

A complete model of switch-mode plasma cutting power supply and its simulation are developed. The full bridge isolated pulse width modulation (PWM) buck converter in continuous conduction mode (CCM) for high watt plasma power supply is approached. Reduced ripple current and improved power factor are achieved in the plasma power supply. With a PID control strategy, circuit responses become more stable and faster with low overshoot during load and current changing. The converter achieved high efficiency under 3 to 15kW load conditions.     

定频滑模控制Buck变换器设计

针对滞环调制的滑模控制开关变换器的开关频率随输入电压或负载变化而变化的问题,介绍了一种可以将切换函数直接转换成固定频率的开关控制信号的定频调制方法。详细分析了该调制方法的工作原理,给出了一种模数混合电路实现方案,研究了其在滑模控制Buck变换器中的应用。通过计算机仿真研究了该定频调制技术的可行性和有效性,仿真结果表明该调制技术保持了滞环调制具有快速瞬态调节能力,同时具有恒定开关频率、利于滑模控制器的集成和数字实现的优点。