Cuk PFC变换器滑模变结构控制仿真研究

以Cuk PFC变换器为主拓扑,提出滑模变结构电流内环控制与PI调节器电压外环控制相结合的综合控制系统,以实现变换器高性能的单位功率因数校正功能。仿真研究结果表明,这种控制系统设计不仅有滑模控制动态性能好、鲁棒性强的优点还有PI调节器稳定性好的优点。     

基于PWM的积分滑模控制单相AC／DC Boost变换器

以AC／DC Boost变换器为主拓扑,提出基于PWM的滑模变结构电流内环控制与PI调节器电压外环控制相结合的综合控制系统。可以使开关切换采用固定的开关频率,消除了传统滑模控制因切换频率不固定带来缺陷。仿真和研究结果表明,这种控制系统设计兼有滑模控制动态性能、鲁棒性好与PI调节器稳定性好的优点。     

行波管高压电源变换器的滑模PI控制方法

针对行波管高压电源的应用需求,为实现高压电源变换器在负载动态突变条件下良好的动态和稳态性能,提出了一种滑模比例积分(PI)控制方法。设计了一种应用于行波管高压电源的全桥LLC谐振倍压功率变换器,分析了基于自激移相调制的全桥LLC变换器的工作原理,采用平均大信号建模法建立了全桥LLC变换器的大信号模型,并基于模型设计了LLC变换器的滑模PI控制方法,采用非线性切换函数实现滑模和PI控制的平滑过渡。仿真实验结果表明:在负载脉动突变过程中,这种控制方法兼有滑模控制动态性能、鲁棒性好与PI控制稳定性好的特点,具有超调量小、动态响应时间快、稳态精度高、稳态纹波小等优点,且验证了所设计的全桥LLC变换器能够实现全工作过程的软开关。     

基于VISSIM的BUCK变换器滑模控制

根据DC/DC变换器的基本原理,基于VISSIM建立了BUCK变换器的仿真模型,采用双滑模面控制方法,内环滑模面用于电流控制环,外环滑模面用于电压控制环,并将仿真结果与PI控制方式相比较.仿真结果表明了滑模控制的优越性,为研究BUCK变换器的滑模控制提供了新方法,也为进一步研究其它DC/DC变换器的滑模控制提供了新思路.     

滑模与PI调节三相AC/DC PWM变换器非线性控制

针对三相AC/DC PWM变换器,提出了非线性滑模直流输出电压控制和PI调节方式的输入电流调节方案.基于在同步d,q参考坐标系下的状态坐标变换,设计采用非线性滑模控制调节输出电压动态,使其跟踪线性参考模型;采用PI调节器调节d轴输入电流为零,以得到功率因数λ=1的控制.在提出的控制方案中,输出电压的瞬态动态可通过线性参考模型调节,参考模型具有理想的动态行为.实验结果验证了所提出的控制方案的有效性.     

DC/DC变换器神经网络控制策略的研究

神经网络控制是一种性能卓越的控制策略,神经网络具有出色的知识抽取与学习能力及较强的控制鲁棒性.将神经网络控制策略引入DC/DC变换器,基于BP神经网络,构造了一种DC/DC变换器的新型控制方法.以Buck变换器为例,为其设计了神经网络控制器,对其性能进行了仿真研究,并与传统的PI调节器的性能进行了比较.仿真结果表明,在输入电压或负载有快速波动的情况下,神经网络控制系统比PI调节器具有更好的动态响应特性.     

基于si8250的数字化控制单相功率因数校正器

基于数字控制芯片si8250研制了2660W单相功率因数校正(Power Factor Correction,简称PFC)控制器.提出了采用滑模变结构电流内环与由PI调节器和数字低通滤波器组成的电压外环相结合的控制系统,以实现高性能高速度的功率因数校正.实验结果表明,该变换器能在90～264 V的输入范围内得到420V的稳定直流电压,且具有功率因数高,输出电压纹波小,系统稳定性好等优点.     

基于滑模变结构控制的对转无刷直流电机调速系统

从对转无刷直流电机的基本原理出发,利用其数学模型建立Matlab仿真模型,验证了其正确性.提出外环转速环采用趋近率法的滑模变结构控制器,内环电流环采用PI调节器的双闭环调速系统,与外环采用PI调节器,内环也采用PI调节器的双闭环调速系统进行对比,并利用Matlab仿真验证,采用趋近率法的滑模变结构控制调速系统可以有效地抑制超调,提高转速响应速度,具有很好的鲁棒性. 方法简单易行.     

多重化双向DC-DC变换器PI滑模变结构控制策略研究

针对一种基于多重化结构的双向DC-DC变换器拓扑结构提出PI滑模变结构控制策略,实现自动跟踪参考目标电压值、单元电路电感电流间实现均流的目的。给出多重化双向DC-DC变换器的工作原理,得到双向DC-DC变换器变结构模型,对适用于多重化双向DC-DC变换器的双闭环PI滑模变结构控制策略进行了深入分析,运用等效控制理论分析了滑模变结构控制的存在和稳定条件,并利用等效输入的调制方式使变换器在定开关频率下运行。PI滑模变结构控制方案充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点。仿真结果证明理论分析的正确性。     

滑模控制Buck三电平变换器

滑模控制具有鲁棒性强、动态品质好等优点,本文尝试将滑模控制引入三电平变换器。以Buck三电平变换器为例,给出了滑模控制的分析和设计方法,包括滑模面的选取、等效控制、稳定性和存在性证明,最后进行了实验验证,将滑模控制Buck三电平变换器与传统PWM控制Buck三电平变换器进行了分析和比较。研究结果表明,相对于PWM控制的Buck三电平变换器,滑模控制Buck三电平变换器的鲁棒性和动态品质得到较大提高。     

三相AC/DC变换器的滑模电流控制

针对三相PWMAC/DC变换器的输入电流调节,提出了一种滑模电流控制策略,其直流侧输出电压通过PI控制器调节。在该控制策略下,PWMAC/DC变换器具有功率因数为1的高输入电能质量和极佳的输出电压特性。实验结果证明了该方案的有效性。     

移相全桥变换器双模块并联技术的研究

讨论了移相全桥变换器双模块并联技术,该技术采用自主均流法实现双模块的电流均流,具有均流精度高,动态响应好,可以实现冗余技术等特点。为了实现双模块自主均流提出了电压环、均流环和限流环三环控制结构,电压环和限流环共用一个PI调节器,均流环使用一个PI控制器。文章分析了均流的整个控制过程,在设计时要考虑使电压环与限流环的动态响应速度较快,均流环的响应速度较慢,同时在整个负载范围内使系统有一定的幅值和相位稳定裕度。设计了一台单模块输入母线电压175～320V,额定输出电压220V,额定输出功率5.5kW,整机输出11kW的样机。实验结果表明,样机的均流性能良好.     

移相全桥变换器双模块并联均流技术的研究

讨论移相全桥变换器双模块并联技术,该技术采用自主均流法实现双模块的电流均流,具有均流精度高,动态响应好,可以实现冗余技术等特点。为了实现双模块自主均流提出了电压环、均流环和限流环三环控制结构,电压环和限流环共用一个PI调节器,均流环使用一个PI控制器。分析均流的整个控制过程,在设计时使电压环与限流环的动态响应速度较快,均流环的响应速度较慢,同时在整个负载范围内使系统有一定的幅值和相位稳定裕度。设计了一台单模块输入母线电压175~320V;额定输出电压220V;额定输出功率5·5kW,整机输出11kW的样机。仿真结果和实验结果表明样机的均流性能良好。     

基于分数阶滑模控制的直接矩阵变换器控制策略研究

直接矩阵变换器是一个无中间直流环节的AC-AC变换器,但是它和传统的间接矩阵变换器一样,在电网电压不平衡时其输出性能会下降。针对这一问题,提出了一种分数阶滑模控制以改善矩阵变换器的输出性能。首先,分析了矩阵变换器的拓扑结构和数学模型,得到了不平衡电网下的输出功率,并且根据输出功率表达式设计对应的输出补偿。其次,结合控制目标和直接矩阵变换器的数学模型设计出应用于不平衡电网的分数阶滑模控制器。所设计的控制器旨在实现恒定的有功功率,同时以单位功率因数输入。接着,结合输出补偿使输出的有功功率无脉动,同时无功功率能够跟踪参考信号。最后,在Matlab/Simulink和RT-LAB实验平台建立对应模型,验证该算法的有效性。实验结果表明,分数阶滑模控制在控制性能上要明显优于传统PI控制。     

用于电池测试系统的双向DC/DC变换器的研究

针对蓄电池常见的充放电过程,介绍了一种基于DSP的双向升降压DC/DC变换器。电路采用全桥式拓扑结构,通过双闭环串级PWM控制开关元件的通断,以实现变换器的双向升降压。重点介绍了变换器数学模型的分析以及基于LQR的最优参数整定方法。在此基础上,以系统设计的方式对其进行了Simulink仿真以及样机的测试。实验结果保持了良好的动静态特性,证明了方案的可行性。本装置与高功率因数可逆整流器级联可用于电池测试系统,实现能量的双向流动。     

An electronic ballast with high power factor and low voltage stress

This paper presents a new configuration for an electronic ballast with high power factor for fluorescent lamps. The proposed ballast consists of the integration of a buck-boost converter, used as an input stage to correct the power factor and regulate the voltage on a dc bus, and a resonant half-bridge inverter to drive the lamp. The buck-boost converter operates at a constant frequency and constant duty cycle in a discontinuous conduction mode during all input cycles.     

基于滑模变结构控制的有源电力滤波器

建立了采用三桥臂变流器为主电路的三相三线制有源电力滤波器的非线性数学模型.针对目前电力电子变换器装置中动态性能差的特点,对有源电力滤波器的电流内环提出一种滑模变结构控制算法,电压外环采用传统的PI控制.试验结果表明,该方法动态响应快、鲁棒性强,具有更好的谐波抑制性能.     

Single-Stage Single-Switch High-Power-Factor Electronic Ballast for Fluorescent Lamps

This paper presents an efficient, small-sized, and cost-effective single-switch power-factor-correction (PFC) scheme for high-frequency electronic ballasts. The circuit topology originates from the integration of a buck-boost PFC converter and class-E electronic ballast. Only one active power switch is commonly used by both power stages to save the cost of active switches and control circuits. The active switch is controlled by pulsewidth modulation at a fixed switching frequency and constant duty cycle. The electronic ballast can achieve nearly unity power factor by operating the buck-boost converter at discontinuous conduction mode. With carefully designed circuit parameters, the active power switch can be operated at zero-voltage switching, leading to high circuit efficiency. A prototype circuit designed for a PL-27-W compact fluorescent lamp is built and tested to verify the theoretical predictions. Satisfactory performance is obtained from the experimental results.