基于滑模控制的三相双降压式并网逆变器

对三相双降压式并网逆变器这一新型拓扑的滑模控制进行了研究,使系统获得良好的鲁棒性。首先,对三相双降压式并网逆变器进行了等效分析。然后,根据等效分析电路重点对其滑模控制进行了设计,并在控制律中采用了平滑函数来取代符号函数以削弱抖振。仿真结果表明,采用滑模控制后的三相双降压式并网逆变器具有很好的动态和稳态性能,且输出的并网电流谐波含量低,波形质量好。     

基于BP神经网络的SPWM逆变器控制仿真研究

采用控制和实现方法是决定单相SPWM逆变器输出波形质量和动态性能的主要因素。在分析逆变器常规PID控制方法优缺点的基础上,针对带非线性负载和负载跳变的单相SPWM逆变器,输出波形畸变较大,动态性能差和THD值较高的缺点,提出了一种基于BP神经网络自整定PI双闭环控制方案,并用MATLAB软件工具进行了仿真验证。仿真实验结果表明,方法能同时实现逆变器的高精度稳态输出波形、低的总谐波畸变率和快速动态响应性能,适用于感应电源、UPS不间断电源等需要高性能输出电压波形的场合。     

基于分数阶PI的逆变器双环控制研究

研究逆变器波形控制技术的问题,传统PI控制存在明显的缺点,导致输出电压质量不佳.为了提高逆变器输出电压的稳态和动态性能,提出了一种新的分数阶PI控制策略.分数阶PI控制器比PI控制器多了一个可调参数λ,使设计更加灵活,性能更加优越.仿真结果显示,分数阶PI控制策略提高了逆变器输出电压的稳态精度,增强了负载抗干扰能力,系统获得较快的动态响应,改进控制策略对于中小型风力发电系统并网逆变器的实际应用具有重要圣者价值.     

新型太阳能光伏并网逆变器仿真分析

介绍并分析一种新型太阳能光伏并网逆变器的拓扑结构及其工作原理。为改善输出波形质量,减少并网电流谐波,该新型逆变器省略传统逆变桥臂的死区设定,通过控制逆变桥臂的直通矢量占空比实现光伏阵列输出电压的升压功能。利用MATLAB软件对逆变器控制模式进行仿真,仿真结果证明理论分析的正确性和有效性。     

新型Buck-Boost矩阵变换器的双闭环控制策略

为了克服传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷, 提出了新型Buck-Boost矩阵变换器, 采用双闭环控制策略进行控制. 介绍了该控制策略的基本原理与设计方法, 对比分析了该控制策略与滑模控制及离散滑模控制的各种特性, 并通过仿真对其控制效果进行了验证. 结果表明: 该控制策略不仅具有比滑模控制和离散滑模控制更加优良的动态性能, 而且还具有更强的谐波抑制能力, 其输出波形的谐波失真度更小, 稳态精度更高, 因而具有更好的应用价值.     

单相逆变系统建模与控制仿真研究

非线性整流性负载是影响逆变器输出电压波形质量的主要因素。针对带非线性负载的单相逆变器,其输出波形畸变较大,动态性能差和总谐波畸变率（THD）较高的缺点。为了解决上述问题,首先要解决整流性负载的模型问题。用死区模型代替整流性负载,得到具有整流性负载的单相逆变系统的仿真模型。采用了一种基于遗传算法优化的模糊控制方案,并在MATLAB上进行了仿真验证。仿真结果表明,模糊控制方法能同时实现逆变器的高精度稳态输出波形、较低的THD值和快速动态响应性能。     

带LC滤波器的UPS三电平NPC逆变器改进模型预测控制

在UPS系统中,逆变器输出电压波形的质量决定了系统的性能,而总谐波失真(THD)是决定电压波形质量的重要因素.由于UPS逆变器输出端一般直接与负载相连,因此,在输出端加入LC滤波器可以有效改善电压波形,产生谐波失真较低的正弦电压.针对该逆变器结构,文章提出一种改进模型预测控制来解决传统有限集模型预测控制(FCS-MPC)延迟对系统的影响,利用Matlab/Simulink仿真工具,给出在线性和非线性负载下两种预测控制逆变器输出电压波形和THD仿真结果.结果表明,改进的MPC可有效提高系统性能.     

基于复合控制策略的逆变器研究

针对基于单一控制的单相全桥逆变器存在稳定性和鲁棒性较差的问题,提出了一种基于迭代学习控制和模糊PI控制的复合控制策略。模糊PI控制用来提高单相全桥逆变器的动态特性,迭代学习控制用来改善单相全桥逆变器的稳态精度。仿真结果表明,基于复合控制策略的单相全桥逆变器输出电压波形畸变率小,动态响应快,稳态精度高。     

一种准Z-源DC-DC变流器的研究

准Z-源变流器可以利用开关管导通与关断的状态在单一的拓扑结构中实现Buck与Boost的性能。理论上这种准Z-源变流器的输出电压可以为任意值,而实际中由于电路器件非理想特性和控制方法的限制,使得输出电压并不能达到任意值。详细分析了准Z-源变流器结构及相应的工作原理。首先使用Saber软件对准Z-源拓扑结构建立相应的模型并进行了电路开环仿真,然后通过具体的电路实现了这一新型拓扑。该电路具有良好的稳态和动态响应,且电路简单、调试方便。     

基于串联拓扑结构的逆变器复合控制方案

提出了一种采用PID控制器和重复控制器串联拓扑结构的单相逆变器复合控制方案。利用PID控制器对被控对象进行镇定,并与之构成最小相位系统,使系统拥有快速的动态响应性能和较强的鲁棒性;采用该最小相位系统的逆函数直接对重复控制器进行设计,简化了重复控制器设计;在系统前向通道串入滞后-超前校正环节,利用校正网络中的超前环节改善了系统的动态性能,而利用滞后环节提高了系统的稳态精度。仿真实验结果表明,基于串联拓扑结构的复合控制方案有效地降低了逆变器输出波形的畸变率(THD),使系统获得了良好的稳态和动态性能。     

采用ESO的Boost变换器改进滑模控制

本文针对Boost变换器的负载电阻扰动和输入电压变化等系统不确定因素对输出电压的影响,提出了一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制算法.首先,设计扩张状态观测器对系统状态、负载电阻和输入电压值进行估计,然后基于得到的估计值采用改进滑模控制算法设计系统控制器.通过理论分析,证明了Boost变换器闭环控制系统的稳定性.仿真和实验结果表明,与传统的滑模控制算法相比,本文所提出的控制算法更好地改善了系统的跟踪性能,提升了系统的鲁棒性.     

矩阵变换器驱动异步电机的直接转矩控制

通过对异步电机转矩角动态控制过程的分析,预测出下一控制周期电机定子磁链的期望电压矢量,以此作为矩阵变换器的输出参考电压欠量,实现了采用矩阵变换器供电的异步电机直接转距控制.利用Matlab/Simulink构建了系统模型,给出了仿真结果.结果表明,该系统不仅具有矩阵变换器的理想输入输出特性,而且具有直接转矩控制优良的动静态性能.     

四端输出三相-两相矩阵变换器间接控制策略

针对三相-两相矩阵变换器(3-2MC)拓扑无大容量储能元件,输出不对称影响输入电流质量的问题,提出一类引入脉动功率补偿单元的三端和四端输出3-2MC拓扑.首先,详细阐述上述所提两种变换器抑制输出脉动功率进而提高输入性能的原理、实现过程和适用范围,推导四端输出3-2MC的电压传输率与系统参数之间的关系式,并基于上述拓扑特点,提出输出扇区划分方式;然后,提出以输出侧与补偿侧三相电流加权量作为间接控制量的级联式控制策略,从理论上对其可行性进行分析,并给出系统控制参数的优化选取方法.仿真结果表明,基于间接控制策略的四端输出3-2MC拓扑可有效改善输出不对称情况下的输入电流性能,与传统的三端无补偿单元拓扑相比,该方法具有良好的动态性能和更大的输出适用范围.     

Sliding mode 4-quadrant DCDC converter for a flywheel application

A sliding mode control system for a 4-quadrant DCDC converter was designed and a low voltage prototype was constructed. The target application is a flywheel based all-electric driveline. Important qualities are current and voltage control, bidirectionality, and stability for a broad input voltage range, focusing on a smooth transition between operating quadrants. The control decisions were based entirely on the latest available measurements, implying that no memory needs reinitializing when changing quadrant. The boost control was based on a topology specific current source approximation. The control was found to be parameter invariant, regardless of high input/output dynamics variance.     

Design of Second Order Sliding Mode and Sliding Mode Algorithms: A Practical Insight to DC-DC Buck Converter

This paper presents a simple and systematic approach to design second order sliding mode controller for buck converters. The second order sliding mode control (SOSMC) based on twisting algorithm has been implemented to control buck switch mode converter. The idea behind this strategy is to suppress chattering and maintain robustness and finite time convergence properties of the output voltage error to the equilibrium point under the load variations and parametric uncertainties. In addition, the influence of the twisting algorithm on the performance of closed-loop system is investigated and compared with other algorithms of first order sliding mode control such as adaptive sliding mode control (ASMC), nonsingular terminal sliding mode control (NTSMC).In comparative evaluation, the transient response of the output voltage with the step change in the load and the start-up response of the output voltage with the step change in the input voltage of buck converter were compared. Experimental results were obtained from a hardware setup constructed in laboratory. Finally, for all of the surveyed control methods, the theoretical considerations, numerical simulations, and experimental measurements from a laboratory prototype are compared for different operating points. It is shown that the proposed twisting method presents an improvement in steady state error and settling time of output voltage during load changes.      

新型航天飞行器20kW级空间电源设计

具有升压、降压,能量双向流动的空间电源成为新型航天飞行器的研究热点和关键技术。本文设计一种20kW级多路双向半桥结构的空间电源,具有以下功能和特点：拓扑结构简单,采用PWM闭环控制,利用Boost电路升压,Buck电路降压,不仅能够实现能量双向流动,而且可适应不同工况,不同输入电压下可选择不同电压恒压输出,电压精度高,电流纹波较小,系统效率高,体积和重量小,具有故障保护功能,可靠性高。     

基于ucc28019的高功率因数电源设计

本系统是一高功率因数AC-DC-DC开关稳压电源,以单片机和FPGA为控制核心,采用非隔离式Boost电路作为主回路,采用PFC功率因数校正专用控制芯片UCC28019产生PWM波形,进行闭环反馈控制,将功率因数补偿提高到0.95以上。其输出电压30V～36V可调,最大输出电流2A。此外,本系统还具有输出2.5A过流保护,输出电压、电流和功率因数的测量与显示功能。     

Performance improvement of dynamic buffered ATM switch

Performance of ATM networks depends on switch performance and architecture. This paper presents a simulation study of a new dynamic allocation of input buffer space in ATM switching elements. The switching elements are composed of input and output buffers which are used to store received and forwarded cells, respectively. Efficient and fair use of buffer space in an ATM switch is essential to gain high throughput and low cell loss performance from the network. In this paper, input buffer space of each switching element is allocated dynamically as a function of traffic load. A shared buffer pool is provided with threshold-based virtual partition among input ports, which supplies the necessary input buffer space as required by each input port. The system behaviour under varying traffic loads has investigated using a simulation program. Also, a comparison with a static allocation scheme shows that the threshold based dynamic buffer allocation scheme ensures an increased network throughput and a fair share of the buffer space even under bursty loading conditions.     

基于输出协同调制的四端输出矩阵变换器开关组合优化方法

含补偿单元的四端输出三相-两相矩阵变换器(3-2MC)能有效提升带两相独立负载的矩阵变换器输入性能,在现有的调制方法下,四端输出3-2MC的电压增益较三端拓扑低,且该电压增益是与多个变量有关的表达式.针对上述缺陷,提出一种输出协同调制的开关组合优化方法,该方法在单位调制周期时间内对同极性输出侧和补偿侧进行协同调制,以提高有效矢量利用率.通过理论推导和分析可得,与现有调制方法相比,采用所提出方法能将四端输出3-2MC电压增益提高到常规三端输出3-2MC的水平,同时使得四端输出3-2MC的电压增益是一个只与输出不对称度有关的函数表达式.仿真结果表明,基于输出侧协同调制的开关组合优化方法能够实现输入与输出功率的解耦,有效拓宽四端输出3-2MC的线性调节区间,同时使系统具有良好的输入与输出性能.