新型Buck逆变器研究及应用

提出了一种由双向Buck变换器组成的新型逆变器。该逆变器采用了两组独立对称的双向Buck电路,结合滑模控制策略,实现高性能的交流信号功率放大。文中给出了电路的工作原理,对新型Buck逆变器拓扑进行小信号建模和开环分析,并给出了滑模控制方案。滑模控制方案能有效克服系统参变量变化和外部扰动,充分发挥了响应快和鲁棒性强的优点。实验结果证明了分析设计的正确性。     

单Buck逆变器布尔型滑模控制研究

为了提高逆变器滑模控制器的稳态精确度,针对一种由一个双向Buck变换器和桥式换向电路组成的单Buck型逆变器进行类似Lyapunov函数的布尔量滑模控制策略的研究.在其等效电路的状态空间平均法动态模型基础上,建立单Buck型逆变器等效电路的三阶系统数学模型,构建具有电流环节和积分环节的全状态变量滑模切换函数,在此切换函...     

新型单Buck逆变器三阶积分滑模控制策略

为进一步提高逆变器滑模控制器的稳态精度,针对一种由一个双向Buck变换器和桥式换向电路组成的单Buck型逆变器进行了三阶积分滑模控制策略的研究.在其等效电路的状态空间平均法动态模型基础上,采用微分几何理论中李导数方法阐述了滑模控制器的设计,同时给出了滑模切换面系数的选取方法.分别采用传统比例微分控制策略和三阶积分滑模控制策略进行了对比实验.实验结果表明三阶积分滑模控制大幅度减小稳态终值误差,改善了系统的稳态性能,同时具有良好的动态性能,减弱控制系统的干扰和漂移.实验验证了所采用三阶积分滑模控制策略的正确性.     

双向DC/DC变换器滑模控制新方案研究

根据双向DC/DC变换器在电感电流连续模式(CCM)和断续模式(DCM)下的电路特性,以双向Buck变换器为例,提出了一种新型滑模控制策略,通过对双向Buck变换器在CCM和DCM下的建模分析,给出了改进的滑模控制矩阵方程和控制规则,并且讨论推导了此时的滑模存在条件和稳定条件,给出了结合滞环控制的滑模控制器设计方案。实验结果证明,该滑模控制系统具有良好的鲁棒性和快速的动态响应速度。     

新型Buck逆变器3阶滑模控制策略

为提高滑模控制变换器的稳态精度,针对一种由两组独立对称的双向Buck变换器组合的新型DC/AC逆变器拓扑提出了3阶滑模控制策略。基于系统等效电路的动态模型,采用李导数给出了3阶连续滑模控制器详细分析和设计,并给出了滑模面系数的选取方法。该文还采用映射法把三维轨迹化为两维情况,简化分析过程,且运用相平面法形象描述滑模切换区和滑模运动。实验结果证明此3阶滑模控制策略较好地改善了系统的稳态性能,同时具有良好的动态性能。     

双Buck型逆变器高阶系统二阶滑模控制

在双Buck逆变器(DC-AC)基础上,为了进一步提高滑模控制的稳态精度和电流动态性能,提出了一种新颖的四阶系统二阶滑模控制策略.文中给出了其电路动态模型、工作原理和控制器的设计.仿真和实验结果表明:该双Buck逆变器带有积分环节和电流环节的二阶滑模控制器能减小稳态终值误差,且输出电压和电流同时具有强鲁棒性和良好动态性能,可以减弱控制系统的干扰和漂移.     

基于积分滑模控制的单Buck逆变器

针对单Buck逆变器提出了一种新颖的积分滑模控制策略。给出了单Buck逆变器的三阶动态模型,并详细阐述了三阶系统积分滑模控制器的设计思路,最后进行了实验验证。实验结果表明采用积分滑模控制,逆变器具有较小稳态终值误差、强鲁棒性和良好动态性能。     

新型逆变器滑模控制方案研究

针对一种由两组独立对称的双向Buck变换器组合的新型DC/AC逆变器拓扑提出了滑模控制策略,实现信号的功率放大.给出了新型逆变电路的工作原理,对滑模控制进行了深入分析,并运用反函数变换替换参考源,在新建的相平面内改进了时不变的滑模面控制方程和控制规则.运用等效控制理论分析了滑模控制的存在和稳定条件,给出了滑模区域及动态设计和滞环控制设计依据.并且讨论了负载属性的影响以及寄生电阻对输出电压的影响.根据分析结果设计了滑模控制系数及系统参数.滑模控制方案使得滑模运动具有零阶动态特性,能有效克服系统参变量变化和外部扰动,充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点.实验结果证明了分析设计的正确性.     

一种基于滑模控制的正弦波逆变器

提出了一种新的基于滑模控制的正弦波逆变器。该逆变器采用了两组对称的Buck电路，并利用滑模控制对系统参变量变化和外部扰动的不敏感性及鲁棒性。该逆变器有获得一个较为理想的正弦输出电压。给出了电路的工作原理和滑模控制方案，并进行了仿真和实验研究。     

单相逆变器的滑模自适应控制器设计

针对负载频繁变化造成逆变器波形输出严重失真的问题,基于滑模自适应控制策略,设计了单相逆变器的滑模自适应控制器。首先,建立带负载参数的逆变器数学模型,利用逆变器输出与参考信号的偏差量设计滑模面;然后将负载看作时变的参数,这样负载就成为系统的不确定部分。通过设计滑模自适应控制律,逼近不确定部分的上界,对不确定部分实现完全补偿。仿真结果表明,滑模自适应控制器在负载变化时,能够很好地跟踪系统的正弦输入,使系统有很强的鲁棒性。最后设计了实验样机,证明了控制策略的可实现性。     

一种Buck／Boost单级逆变器的研究

提出了一种新颖的Buck／Boost单级逆变器主电路拓扑，它在输出电压峰值高于输入电压时也能实现逆变。详细分析了电路的工作原理，给出了采用固定开关频率瞬时电流控制策略时的控制方案。Buck／Boost单级逆变器运行于半周期模式，主电路中不存在环流。仿真和实验表明了Buck／Boost单级逆变器实现升压逆变的可行性。     

基于FPGA的比例积分滑模控制DC/DC变换器研究

针对DC/DC Buck变换器的动、静态性能要求,从Buck变换器状态方程出发,设计电感电流、输出电压及其积分的线性组合滑模面,并利用该滑模面证明比例积分滑模控制的存在条件及稳定性条件,构建基于FPGA控制的Buck变换器实验平台并加以验证。据此,实现所提出的算法对Buck变换器的控制。理论分析和实验结果表明,所提出的比例积分滑模变结构控制比传统的双闭环PI控制在系统参数变化、供电电压变化以及外部干扰情况下,都具有更好的鲁棒性,具有控制精度高和动态响应速度快的特点。     

基于临界电流模式的单级DC/AC变换器及其控制

本文提出了一种单级DC/AC开关变换器电路拓扑,给出了相应的控制方案,可作为小功率HID灯的工作电源.它结合了BUCK DC/DC变换器和半桥DC/AC逆变器的特点,BUCK DC/DC变换器工作在高频开关状态用于调节输出功率,半桥逆变器工作在低频状态输出低频方波信号,可有效克服HID灯声共振现象.详细分析了它的工作原理,由于电感工作在临界电流模式,开关管实现零电流接通,提高了效率.与两级电路(DC/DC DC/AC)相比,结构简单、所用器件少、可靠性高.电路仿真和实验结果验证了该方案是可行的.     

两级式光伏发电系统低电压穿越控制策略研究

随着中功率两级式光伏逆变器在大中型发电系统中的大规模应用,基于两级式光伏逆变器的低电压穿越控制技术得到越来越多的研究。与单级式光伏逆变器相比,两级式光伏逆变器存在前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器,控制更复杂,低电压穿越难度更大。文中首先进行了系统建模,然后提出了一种基于控制模式无缝切换的低电压穿越控制策略,DC/DC变换器在稳态时作为MPPT控制器进行最大功率点跟踪,DC/AC逆变器作为恒压源稳定直流母线电压。在低电压穿越时,DC/DC变换器以恒直流母线电压方式运行,DC/AC变换器以有功无功模式运行。此方法可以解决低电压穿越过程中有功不匹配而导致的直流母线过压的问题。最后,通过在一台40k W的两级式光伏并网逆变器样机上进行实验,验证了理论分析的正确性及可行性。     

馈能型电子负载的并网控制

分析了单相馈能型电子负载的原理，主电路采用DC/DC/AC结构，DC/DC变换器采用平均电流模式下的双闭环控制，详细分析了逆变交流侧并网控制方法。基于内模控制原理，逆变器采用零误差电流跟踪并网控制方法，与普通PI控制方法相比，采用该方法后，工频条件下输出电流可以零误差地跟踪给定电流，基本不受电网电压的影响。仿真结果表明，该控制方法可以使逆变器输出电流的相位和频率无误差地跟踪电网电压的相位和频率，逆变电流为正弦，功率因数为1，可以连续调节模拟负载，并且有较好的瞬时响应。     

特高压直流分层接入下交直流系统中长期电压稳定协调控制

与传统特高压直流单层接入方式相比,分层接入方式从电网结构上改善了交流系统对多馈入直流系统的接纳能力和电压支撑能力,在潮流分布与控制上更加灵活、合理。为了充分利用分层接入直流系统快速功率调节能力,避免或减少中长期电压失稳过程中切负荷造成的经济损失,文中提出一种特高压直流分层接入下的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,基于直流分层接入系统准稳态模型,推导了不同直流控制方式下换流母线电压对分层接入直流逆变器传输功率的灵敏度解析表达式,并建立交直流系统电压轨迹预测模型。综合考虑直流电流和高、低端逆变器熄弧角的调制,基于预测轨迹构建协调电压控制的滚动优化模型,对直流分层注入功率和交流系统各电压控制手段进行协调控制。对山东电网规划系统的仿真分析表明,所提方法能够有效协调直流传输功率在交流电网中的分配,提高了系统电压稳定性并减少了切负荷损失。     

基于改进幂次趋近律的Buck变换器滑模控制方法研究

为进一步提高Buck变换器输出电压的快速性和稳定性,在幂次趋近律和变速趋近律基础上,提出一种基于改进幂次趋近律的滑模控制方法。该控制方法不仅提高系统动态性能,而且可以根据系统状态自适应调节滑模抖振,直至收敛于平衡点。当系统受到有界外部扰动时,滑模面及其导数能够收敛至平衡点附近的邻域内。将该滑模控制方法应用于Buck变换器三阶滑模控制器,并给出滑模面参数的选择范围。通过仿真和实验结果,证实了基于改进幂次趋近律的Buck变换器滑模控制方法的有效性。