基于周期控制方法的MPC开关频率调节策略

针对电力电子设备使用有限集模型预测控制器(MPC)时存在的可变开关频率问题,设计了一种基于周期控制方法的有限集MPC开关频率调节策略.新型开关频率调节策略将在有限集MPC中设置特定算法.其中新型算法中采用了对门极驱动信号的上升沿和下降沿周期测量和跟踪控制以产生类调制的输出频谱,同时在成本函数中设计相关项以实现开关频率调节.开关频率调节算法易于设计和实现,可在不显著增加计算负担的情况下使有限集MPC产生较为规则的频谱.以三相两电平逆变器系统为测试对象开展了对比仿真和实验,仿真和实验结果验证了新型开关频率调节方案可有效地调节有限集MPC的开关频率,并提高逆变器的输出电能质量.     

基于模型预测的VIENNA整流器定频控制

针对传统有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)开关频率不固定、网侧电流纹波含量大等缺陷,提出一种固定开关频率的基于最优开关序列合成的电流MPC方法.通过选取扇区内代价函数最小的3个相邻电压矢量合成最优电压矢量,并根据电压矢量的代价函数直接计算开关序列占空比,实现了 FCS-MPC与空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)策...     

快速矢量选择的三矢量PWM整流器模型预测低频控制

传统有限矢量集的模型预测控制(finite control set model predictive control，FCS-MPC)存在计算量大、开关频率不固定以及采样频率低时控制精度差的问题。针对这一问题，为两电平三相整流器提出一种快速矢量选择的三矢量模型预测低频控制。以无差拍控制原则得到了整流器的电压参考矢量，简化了预测过程；由功率跟踪控制的指标函数推导得到电压跟踪控制的指标函数；最后，根据扇区确定控制周期作用的2个有效矢量和零矢量，由电压跟踪控制函数得到了3个矢量的作用时间。通过仿真验证可知，与传统FCS-MPC相比，所提方法能够快速选择电压矢量，实现开关频率的固定，减小功率脉动并降低开关频率。     

适用于Boost三电平变换器的模型预测控制方法

相比于传统的双闭环控制,模型预测控制(MPC)具有动态响应快、无需调节PI参数以及可以增加系统状态变量约束等优点,被广泛应用于DC-DC变换器的控制中。而在大多数的研究中,一般采用的是有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)方法,但这种控制方法无法提供固定的开关频率。因此,针对Boost三电平变换器,提出了一种基于连续控制集模型预测控制(CCS-MPC)的固定开关频率控制方法,其可同时实现输出电压控制以及平衡输出侧中点电位2个控制目标,并且在评价函数中无需调节不同控制目标的权重系数,简化了控制器参数设计难度。通过MATLAB/Simulink软件和dSPACE实时仿真系统进行仿真与实验,结果都证明了理论分析的正确性。     

NPC三电平逆变器目标合成固定开关频率MPC

为规避有限集模型预测控制(MPC)开关频率随机的问题,设计了一种目标合成固定开关频率优化MPC方案.中点箝位(NPC)三电平逆变器对开关损耗敏感,而传统有限集MPC无法保证低开关频率,因而新方案将调制糅合进入MPC,并将控制目标合成优化,从而实现了恒频和计算效率优化,同时还保持了有限集MPC的所有优点,如快速动态响应、非线性约束以及多变量控制等.利用5 kW原理样机开展了实验,实验结果表明所设计的固定开关频率MPC具有较好的动静态性能,并网电流总谐波畸变率(THD)小于2％.     

新型三电平逆变电路设计及预测控制研究

针对航空功率三电平逆变器可靠性要求高的特点,提出一种新型三电平逆变器,该电路能实现在一定故障后保证系统两电平继续工作运行,具有系统工作可靠性高的特点。同时针对传统电路拓扑存在电容中点电位难以平衡的问题,引入中点电位控制桥臂进行独立控制。基于此,将有限集最优控制方法用于电路预测控制,提出有限控制集模型预测控制(FCS-MPC),将三电平开关控制矢量视为一个有限集,在此有限集中搜索使目标函数最优的开关矢量,保证了输出电压波形质量。仿真和实验证明了电路和控制方法的可行性与有效性。     

三电平并网逆变器恒定开关频率的模型预测控制

传统的有限控制集模型预测控制存在开关频率不固定的缺点,这给并网逆变器输出滤波器的设计带来了很大的困难。针对这个问题,提出了一种三电平并网逆变器恒定开关频率的模型预测控制策略。该控制策略将预测最优开关序列控制用于三电平并网逆变器中,并对其寻优方式进行改进。改进的方式是通过找出使目标函数最小的中心矢量来对最优开关序列所在的小扇区进行定位。仿真和实验结果表明,所提控制策略不仅能够在实现定频控制的基础上有效减少计算量,而且具有良好的静态和动态性能。     

基于模型预测的T型并网变换器功率控制

有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)以代价函数最优为目标,遍历计算输出单一最优电压矢量,存在开关频率不固定且并网电流性能依赖较高的采样频率等缺陷。此处提出一种新型的模型预测直接功率控制方法,该方法通过直接计算出整流器开关电压矢量的最优序列作用时间,实现了传统FCS-MPC与空间电压矢量调制方案的有机结合,并应用于三电平并网T型变换器的控制中。为验证所提控制方案的有效性,构建了一台满额功率为6.5 kW的三相三电平T型变换器仿真与测试模型,给出了详细的理论分析与设计方案,仿真与实验结果表明,该方案有效减小了传统模型预测算法并网电流畸变,保证了固定开关频率控制,同时具有良好的稳态和动态性能。     

三电平并网逆变器的占空比优化MPC定频算法

经典的三电平并网逆变器模型预测算法具有计算量大、开关频率不固定、权重因子难以选择等缺点,这限制了其在并网逆变器领域的发展.为了解决以上问题,此处提出一种基于占空比优化的三电平并网逆变器的有限控制集模型预测定频算法,该算法采用基于无差拍原理的扇区分区方法,选择出每个控制周期需遍历的7个真实开关矢量,然后依据代价函数遴选出最优开关矢量和其绑定的占空比优化矢量,并分别以最优矢量作用时间依次作用于逆变器.该算法实现了能在尽量保持较小计算量的情况下,还具有固定的开关频率与并网电流纹波显著减少等特点.最后,实验与仿真结果表明,此处所提算法较之经典的模型预测方法有较大改善,且具有较大应用价值.     

中点钳位型三电平并网逆变器有限集最优预测控制

详细推导了中点钳位型三电平并网逆变器的状态空间模型,并在此基础上提出了一种有限集最优预测(finite set optimal predictive,FSOP)控制方法。该方法将三电平并网逆变器的27个开关矢量组成一个有限集,然后在有限集中选择使罚函数最优的开关矢量,其中的罚函数是由输出电流误差、中点不平衡电压和器件开关次数组成的加权和。文中给出了FSOP控制方法的流程图,并通过仿真和实验评估了该方法的控制性能。仿真和实验结果表明:与传统方法相比,FSOP控制方法的控制目标灵活,通过调整罚函数的加权系数就可以灵活方便地优化逆变器的综合性能;FSOP控制方法避免了传统方法中控制器加调制器的级联结构,在跟踪输出电流参考信号、平衡中点电压方面具有较快的响应速度。     

网络控制系统的自适应预测控制

研究了具有网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统中的自适应预测控制问题.考虑传感器与控制器、控制器与执行器间皆有时延和数据包丢失,充分利用网络传输数据包的容量,提出一种方案,在控制器节点获得被控对象的输入输出数据以在线辨识对象模型参数,并利用辨识模型设计预测控制器,给出了算法的推导过程和时延及数据包丢失的补偿方法.校园...     

计算机控制的帆板控制系统

众所周知,矿井风机的排风量受到外部风向、风道畅通程度影响。通过帆板偏转角度测试可以准确检测矿井的排风量。基于此提出并制作了一种用于矿井通风机风道的帆板控制系统,能够智能检测与控制矿井风机的排风量,且可由电脑远程控制。为了保证测量和控制的准确性,采用了数字滤波算法和改进的PID积分算法。电脑可实时显示并控制帆板角度和风扇转速。实验证明其控制速度快、超调量小、稳定性好。     

变频调速的控制方式

众所周知,变频器控制方式是决定变频电源使用性能的关键所在,本文将对变频电源控制方式进行讨论,并给出变频电源不同控制方式的技术参数,以便工程技术人员更好地选型和设计.     

复杂控制气路调节阀的控制改造

首先研讨复杂控制气路调节阀运行问题,其次论述控制气路改造工程。     

无速度传感器矢量控制系统的一种控制方法

介绍了无速度传感器矢量控制系统中SVPWM的一种控制方法，并对实际电动机进行了控制。通过实验取得了令人满意的结果。     

基于前馈控制的双馈感应电机矢量控制

基于双馈感应电机(DFIG)的五阶数学模型,建立了以电网侧电压和转子电流为控制量的简化数学模型。在此基础上分析了电网电压波动时的定子暂态电流的变化机理,提出一种转子电流前馈控制策略,通过转子阻尼电流消除电网电压波动引起的定子输出电流波动,从而提高DFIG的动态性能。实验结果证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

直接转矩控制的十二区段控制方法

由于直接转矩控制具有算法简单、动态响应迅速、对参数变化鲁棒性强的特点，至今已经得到了广泛的应用。传统的直接转矩控制采用六边形磁链控制或六区间的圆形磁链控制，造成转矩脉动大，而且当考虑定子电阻压降的影响时，其区间选择存在缺陷。针对传统六区段控制方式电压选择表的缺陷和当定子磁链处于区段线附近时控制性能差的特点，本文推导了磁链和转矩控制公式，分析并指出了考虑定子电阻压降影响时，传统六区段方式电压选择表的缺陷，提出了十二区段控制方法及其电压选择表和实现方法。理论和试验分析比较了六区段和十二区段控制方法控制性能。结果表明十二区段控制方法较六区段控制方法有更好的性能。     

单周控制有源滤波器控制新方法

介绍了单周控制的基本原理,叙述了单周控制的两种波形调制方法,对两种方法进行了比较,并分析了电网侧产生电流直流分量的原因。分析结果表明,单极控制能有效抑制直流分量,是今后有源滤波器控制的发展方向。     

变频调速过程PID闭环控制的分析

过程PID控制是应用最广泛的工业控制器.过程PID控制简单易懂,参数较易整定.过程PID控制参数P、I、D可以根据过程的动态特性及时整定,使闭环变频调速达到一个动态平衡.将系统进入闭环运行,利用过程PID控制自动调节达到稳定转速的目的.     

矢量控制和直接转矩控制结合的异步电动机控制

为实现异步电动机高性能驱动,提出了矢量控制和直接转矩控制结合的控制策略.该控制策略结合矢量控制和直接转矩控制的优点,将电流矢量控制和电压矢量开关表结合,控制结构相对简单,避免了两种控制方法的一些实现难度.通过仿真模型,并将仿真结果与直接转矩控制系统进行比较分析,结果证实了该控制策略的有效性.