无差拍电流控制的三相功率因数校正研究

研究提高三相六开关Boost型功率因数校正电路的动、静态性能和简化控制算法,针对电压、电流双闭环控制的功率因数校正电路,为了提高系统的快速响应和调整直流电压稳定性,提出了在电流内环采用同步旋转坐标系下的无差拍电流空间矢量控制方案。在对三相六开关Boost型PFC电路的拓扑结构,工作原理和控制策略的理论分析基础上,应用三相六开关Boost型功率因数校正电路的开关函数模型进行了仿真。结果表明新的控制方案具有电流跟踪迅速、电压利用率高等优点。实现了系统的单位功率因数,输出电压稳定,并具有良好的动态性能。     

永磁同步电动机高动态响应电流控制

永磁同步电动机系统广泛采用矢量控制策略实现转矩控制,电流控制环是其核心部分.电流环一般采用PI型控制,但PI型电流控制动态响应动态特性受到制约,参数整定必须在超调量及响应时间等指标之间折衷选择.为了改进PI型电流控制的动态响应性能,在输入误差较大时,采用滑模变结构控制,输入误差较小时,切换到PI型电流控制.结合滑模变结构和PI型电流控制,可以充分利用滑模变结构控制动态响应快,以及PI型电流控制无稳态误差的特点,并能解决滑模变结构控制的抖颤问题.实验结果表明该电流控制方法响应时间短而且超调量小,同时获得良好的动态响应和控制精度.     

基于空间矢量的能量回馈系统控制方法的研究

针对通用变频器无法很好地消除电动机在减速、制动时产生的泵生电压的问题,文章提出了一种变频器能量回馈系统的SVPWM控制方法。该控制方法应用于有源逆变电路,采用基于固定开关频率的SVPWM控制策略,可有效消除泵生电压,实现相位动态跟踪以及电流单位功率因数回馈,并可使通用变频器在四象限运行,具有电压利用率高、动态响应快的特点。仿真结果验证了该控制方法的正确性和有效性。     

基于功率预测模型的单相PWM整流器直接功率控制

提出一种基于功率预测模型的单相PWM整流器控制策略.该控制策略通过构造与网侧电压、电流正交的虚拟电压、电流分量来形成-坐标系;在采用瞬时功率理论及功率预测算法获得电路有、无功变化量的基础上,推导了整流器交流侧的电压控制矢量,并采用单极性调制方法来保证整流器工作频率的恒定;由于取消了电流调节内环,该控制策略具有控制系统设计简单、电路抗扰动能力强、系统动态过程短等特性.仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性.     

便携式电磁辐射检测仪电源系统设计

针对目前便携式电磁辐射检测仪电源系统的不足,设计了一种性能优良的电源系统.系统以正激变换器为主电路,采用低边有源箝位电路复位方式,电流峰值检测的双闭环控制模式,同时增加了温度控制系统.实现了功率开关管的软开关工作模式,降低了电磁干扰,提高了系统的动态响应,减小了电压输出纹波,改善了电源的低温特性,增强了电源续航能力.该系统已在便携式电磁辐射检测仪中得到实际应用,证明了设计的合理性.     

定频滑模电流控制的矩阵变换器应用研究

矩阵变换器电路拓扑复杂、开关器件众多,控制策略的研究相对困难.由于功率开关的特点,矩阵变换器本质上属于变结构系统,作为变结构控制理论中的滑模控制方法自然地适用于此类系统.它根据状态变量在状态空间中的当前位置以高频在多个结构间切换,具有稳定范围宽、动态响应快、噪声敏感度低、鲁棒性强等优点.升压矩阵变换器的三相逆变部分具有右半平面零点特性,输出相对于输入滞后,选取定频电流模式的滑模控制方法比较合理,可以实现输出电压跟踪期望电压的升降压控制.矩阵变换器滑模控制系统的控制性能会通过Matlab/Simulink仿真加以验证.     

PCI控制的九开关逆变器及谐波补偿控制研究

针对独立电源系统中,传统逆变电路与谐波补偿电路为两个并联式三相电压型逆变器,存在生产成本高、体积庞大、PI控制策略下逆变输出电流质量较差等问题。提出一种逆变与APF谐波补偿一体化的九开关控制拓扑结构,同时对九开关逆变器采用PCI控制策略,可在 坐标系下追踪交流信号减小稳态误差。通过Matlab/Simulink环境中的仿真研究表明,该控制方案能实现交流信号幅值和相位零稳态误差,加快系统的动态响应,明显减小电流信号的波动,保证了系统的稳态和动态性能。同时,系统谐波补偿效果较好,THD值下降,输出得到稳定的三相正弦交流信号,证实了该方法的有效性。     

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。     

三相PWM整流器基于电容能量的电压控制策略

三相电压型PWM整流器广泛采用在d-q同步坐标系的双闭环控制,即内环控制输入电流,外环控制输出电压。在这种控制方式中,电压外环通常采用线性PI控制。由于整流器输出电压与有功电流之间是非线性关系,线性PI控制不能反映整流器的非线性本质,使系统的控制性能受到限制。通过对整流器电压方程进行深入的分析,提出了一种以电容能量作为变量的新型电压控制策略,使得电压的控制实现了线性化,提高了输出电压的动态响应性能。仿真结果验证了提出方法的有效性,具有一定的实际应用价值。     

冗余式高压直流无刷电机控制系统设计

在冗余式高压直流无刷电机基本结构的基础上,研究了冗余式高压直流无刷电机的控制策略,设计了一套基于DSP的冗余式高压直流无刷电机控制系统;该系统主要分为控制电路、隔离电路、驱动电路、主功率电路、故障检测与保护电路和系统供电电源模块等;系统采用专用电机控制集成芯片TMS320F2812为控制核心,实现了总线控制、电机余度工作模式的切换、正/反转运行、故障检测与保护等功能;系统采用转速闭环控制策略,实验结果表明系统动态响应快,稳速精度高,并在两个余度同时工作时实现了电流的均衡.     

电动车无刷直流电机simulink 建模仿真

在分析电动车电机的数学模型基础上,应用一种新的电动车电机建模方法,并利用电压方程、运动方程和电磁转矩方程,搭建了电动车电机实验平台。其中控制部分利用速度环采用PID控制,电流环采用滞环电流跟踪型PWM。仿真与实验研究表明,系统具有良好的动静态性能,表明了该方法的可行性,为电动车电机控制系统的设计和调速提供了重要依据。     

带观测器的单相逆变器数字双环控制器设计及分析

为了获得具有带宽高、动态响应快、输出电压谐波少、适应非线性负载强等特点的高性能单相逆变器,设计了带观测器的单相逆变器数字电压外环电流内环控制器,通过MATLAB仿真,结果表明该控制系统具有良好的稳态和动态特性,且在带非线性负载时总谐波失真非常小,从而得出基于观测器的数字电压外环电流内环控制器可以设计出高性能的单相逆变器。     

一种基于双闭环控制的高频逆变器

为了提高逆变器的动态性能,改善输出电压波形质量,应用了具有电流反馈内环和电压反馈外环相结合的双闭环控制技术。内环用于改善系统的动态性能,迅速地消除负载扰动的影响;而外环则用于改善系统的稳态性能。本文通过Matlab／Simulink对系统进行了建模,验证了双闭环控制结构的可行性。     

DC/DC变换器平均电流自动均流并联控制的研究

采用三环控制策略,其中电流环为内环,电压环和均流环并行为外环,且反馈量是输出电流与输出电压,可将功率电路视为黑匣子,方便了各模块样机的并联;最后以并联Buck变换器为研究对象,设计了各环补偿网络,且对系统进行了稳定性分析。仿真结果表明,系统的动态响应与稳定性均达到要求,抗干扰能力强,且均流效果良好。     

导弹电动舵机控制系统设计

针对某型导弹现有电液伺服系统存在动态响应速度慢、结构复杂、可靠性差、使用维护困难等缺点,研究提出了一种以大功率无刷直流电机为控制对象的电流/位置/速度三闭环反馈控制系统设计方案;采用DSP和FPGA的组合工作模式,其中DSP内部主控制程序实现系统初始化、三闭环控制算法和产生PWM信号等功能,FPGA则实现各功能电路的时序逻辑控制;通过构建由模拟制导计算机、1553B总线通讯网络和舵机控制系统组成的测试系统,验证了三闭环电动舵机控制系统设计方案的可行性;实验结果表明,该导弹电动舵机控制系统最大负载扭矩为75N·m,满载角速度为200°/s,调节时间小于70 ms(±10°阶跃信号),动态相移小于5％(2°,1 Hz),具有输出力矩大、响应速度快、控制精度高、使用寿命长和可维护性好等优点.     

基于RBF神经网络的烟叶烤房PID解耦控制

针对具有非线性、大滞后、时变耦合特点的烟叶烤房系统,提出将基于RBF神经网络的智能PID控制器应用于烟叶烤房,并给出控制系统的控制结构和原理。通过算法实现、与常规PID控制的性能比较以及模型参数不确定性等多方面的仿真研究表明：该方法可以实现PID控制参数的自整定,控制效果明显优于常规PID,控制精度高,响应速度快,跟踪性能、解耦性能良好,且对模型不确定性具有较强的鲁棒性,符合烟叶烤房控制系统的设计要求。     

基于Simulink仿真的电动机变结构调速

为了改善直流电动机降压调速的动态特性,减小电枢电流脉动,文中提出一种直流电动机降压调速新方法,用双滑模面变结构控制DC-DC变换器进行直流电动机降压调速,利用双滑模面分别实现直流电动机内外环控制,内环滑模面用于电流控制环,外环滑模面用于转速控制环.通过Matlab中的Simulink工具仿真和比较表明直流电动机采用这种变结构控制降压调速,可得到平滑无级调速;其响应的上升时间、调整时间均很小;对外界扰动和参数摄动有很强的鲁棒性;电枢电流和电磁转矩冲击可控制在允许值内,具有理想的调速性能.该方法具有一定的实用价值.     

三电平SAPF双闭环控制系统的研究

提出了一种三电平并联型有源电力滤波器双闭环控制系统的设计方案。该系统采用ip-iq法提取谐波,利用瞬时无功功率理论检测三相电压与负载电流,用以计算补偿电流;其电压外环采用模糊PI控制器控制,电流内环采用内模控制器控制,并由三电平SVPWM调制器输出补偿电流。仿真实验结果验证了该系统具有良好的谐波补偿效果。     

高功率因数PWM整流器PI调节器的仿真研究

对单相PWM整流器进行了分析,推导出了相应的数学模型和控制结构框图.针对单相PWM整流器建模难和电流、电压控制环的PI调节器设计难的问题,提出了一种基于古典线性控制对非线性进行线性化和输入输出能量守恒相结合的单相PWM整流器的PI调节器的设计方法.分别对电流、电压控制环的调节器进行了选型和参数设计.采用基于Matlab/SimPower Systems的方法对整个控制系统进行建模和仿真验证.仿真结果得出双闭环PI调节器均能很好的满足控制系统的稳定性和动态性要求.因此,文中提出的单相PWM整流器PI调节器的设计方法在工业控制中有推广应用的广阔前景.     

基于双闭环控制的三相三电平PWM整流器研究

针对三相三电平PWM整流器具有输出谐波少、电流畸变率小、适合向高压和大容量方向发展的特点,提出了一种基于双闭环控制的三相三电平PWM整流器的设计方案;分析了该整流器主电路原理及其数学模型的建立,详细介绍了电压外环和电流内环双闭环控制策略、中点电压平衡控制策略的实现。Matlab/Simulink仿真结果表明,该整流器具有良好的动态和稳态性能。