线性自抗扰控制技术在PWM整流器中的应用

传统脉宽调制(PWM)整流器电压外环控制多采用比例积分(PI)调节器,但负载发生突变或直流侧给定电压突变时,PI控制存在延时、易出现积分饱和,系统动态性能较差。研究了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)技术的控制策略并给出具体的设计方法。建立PWM整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,采用电压外环和电流内环的双闭环控制方案,电流环采用基于前馈解耦的PI控制,电压环采用LADRC,提高了系统的响应速度和控制精度,增强了系统的抗扰性能。仿真和实验结果验证了该控制方案的可行性和正确性。     

三相电压型PWM整流器PI调节器设计

三相电压型PWM整流器多采用电压电流双闭环控制结构,PI调节器参数设计对于控制系统的性能及稳定性有着重要意义。根据PWM整流器在两相旋转dq坐标系下的模型引入PI调节器,分别介绍了电压外环和电流内环的PI调节器参数设计及调试方法。通过试验对比,给出适合工程应用的参数组合,并验证了参数设计的正确性。     

基于滑模电压控制的PWM整流器研究

建立了同步旋转坐标下三相电压型PWM整流器的非线性数学模型,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,对电压外环提出了一种基于同步旋转坐标系的滑模控制算法,电流内环采用前馈解耦控制.最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了对比仿真,结果表明基于该方法能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能.     

三相电压型PWM整流器的双滑模控制方案研究

三相电压型PWM整流器是一个强非线性系统,采用常规线性控制难以达到理想的控制效果,动态性能差且参数调节复杂。滑模控制(SMC)可有效解决非线性系统的控制问题。针对电压外环采用滑模控制而电流内环采用非滑模控制方案对PWM整流器整体动态性能和鲁棒性的影响,提出了电压外环和电流内环均采用滑模控制的双滑模控制方案。给出了双滑模控制系统的详细设计过程,并通过Matlab/Simulink搭建了系统仿真模型,对双滑模控制方案和电压外环采用滑模控制、电流内环采用PI控制方案进行对比仿真。结果表明,采用双滑模控制的PWM整流器系统不仅设计和实现简单,而且具有更优越的鲁棒性和动态性能。     

三相高功率因数PWM整流器双闭环控制系统设计

引入电压干扰补偿,建立三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器的简化数学模型,该模型既能真实反映PWM整流器的运行状态,又便于控制系统设计。针对电流内环的控制要求,根据电流内环的斜坡响应特性设计其比例积分(PI)调节参数,提出依照I“TAE性能最佳准则”的PI调节参数设计方法;针对电压外环的控制要求,根据电压外环的阶跃响应特性设计其PI调节参数,提出依照“阶跃响应最佳准则”的PI调节参数设计方法。仿真波形和实验数据验证了简化数学模型和PI调节参数设计方法的正确性。     

PWM整流器抗负载扰动控制策略研究

正基于三相PWM整流器dq模型设计的双闭环控制方案,因为控制模型固有的不足以及PI调节器的滞后性,使得PWM整流器在负载突变时动态响应受到限制。提出了一种采用负载前馈的控制方法,能够有效提高PWM整流器抗负载扰动的动态性能。试验结果验证了该方法的有效性。     

自抗扰技术在PWM整流器中的应用

三相电压型PWM整流器的直接功率控制系统中,传统PI调节器很难抑制由负载变化或扰动引起直流电压的波动。而自抗扰控制对负载的变化和扰动可以准确地估计和补偿,从而有效抑制负载变化带来的影响,现采用ADRC进行电压外环控制构成控制系统。仿真结果表明:对于整流器的直接功率控制系统,基于ADRC的整流器的控制系统具有较强的鲁棒性和抗负载变化能力,其动态性能指标明显优于传统PID控制。     

基于滑模控制的PWM整流器建模与仿真

为克服三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器启动性能差、负载扰动时直流电压波动大的缺点,针对采用常规PI控制的整流器对系统参数变化较为敏感的弊端,提出一种基于滑模变结构的电压环非线性控制方案。采用一种新颖的a-b坐标系下的开关表设计方法,不仅可以取得良好的滑模算法动态响应特性,而且有效降低了开关频率。在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,对滑模控制和PI控制方案进行仿真比较,结果表明,应用滑模变结构控制三相PWM整流器,不仅设计和实现简单,而且具有较好的鲁棒性和动态性能。     

三相电压型PWM整流器滑模控制算法研究

三相电压型PWM整流器通常采用传统的线性双闭环控制器结构,由于PI控制的滞后性,双闭环PI控制难以保证系统在扰动下具有良好的动态性能。考虑三相电压型PWM整流器的非线性特征,利用滑模变结构对外部干扰和系统参数变化的强鲁棒性,设计了一种采用滑模变结构非线性控制算法。在Matlab/Simulink中搭建了PWM整流器控制系统仿真模型。滑模变结构控制算法与双闭环PI控制算法调节性能的对比表明,滑模变结构控制算法具有更好的动稳态性能。     

PWM整流器滑模变结构控制算法研究

由于PI调节的滞后性及三相电压型PWM整流器的非线性特征,双闭环PI控制算法难以使PWM整流器在扰动下获得良好的动态性能.考虑到滑模变结构控制对干扰及参数变化具有很强的鲁棒性,结合PWM整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,设计了一种滑模变结构控制算法.在Matlab/Simulink环境下搭建了PWM整流器控制系统...     

基于重复PI复合控制的双向变流器的研究

研究一种适用于储能电站、直流微网的双向变流器,从蓄电池充放电特性出发,采用三相电压型PWM变换器的拓扑结构对蓄电池进行充放电。提出一种在同步旋转坐标系下重复控制与PI控制相结合的三相并网变流器系统的控制方案。分析PI内环控制器参数的选取对系统性能的影响,给出以内环为控制对象下重复控制算法的设计方法。对此控制策略进行仿真分析,表明复合控制稳定性好、动态响应快,可以有效的改善入网电流的波形质量。最后在蓄电池充放电装置中实验验证了该控制策略的可行性。     

基于旋转坐标变换交流电子负载模拟实验研究

针对传统交流电子负载基于内环电流PI控制动态响应较差,且易受网侧波动干扰,以双PWM变换器为电路基础,参考三相PWM整流器通过旋转坐标变换分别控制有功与无功电流来消除稳态误差的模型,提出单相PWM整流器(VSR)旋转坐标变换模型.通过构建正交虚拟电流与前馈解耦并结合基于BP神经网络的自调整PI控制,在稳定直流母线电压的同时实现负载模拟电流的矢量控制,提高负载模拟的动态和稳态特性.实验结果表明,在纯阻、感阻、容阻负载模拟下,该控制策略能够有效提高负载模拟动态响应,对比常规PI,可知基于BP神经网络自整定的PI控制在参考电流为1 A阶跃响应中超调量减少约10％,调节时间减少约9 ms.     

分裂电容式PWM整流器的矢量控制策略研究

阐述了分裂电容式三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构、工作原理及运行模式。对变流系统控制对象进行了数学建模,并对其在旋转坐标系下的数学模型进行了分析。针对该数学模型,采用矢量控制同步PI电流调节策略,描述了它对电流环和电压环的不同要求,并对电流环和电压环进行了控制参数的设计。其中,电流内环设计了基于旋转坐标系下三电流环PI调节器的参数;电压外环设计了直流电压控制及针对分裂电容系统的电压偏差补偿PI调节器的参数。实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能有效抑制低次谐波。     

改进的双PWM型直驱永磁风电机组并网控制策略

在分析直驱永磁同步风力机速度环特性的基础上,推导出机侧脉宽调制(PWM)变流器速度控制环的闭环传递函数。由于该传递函数中存在非原点闭环零点,提出了一种改进的PI控制策略,消除了非原点闭环零点,改善了系统在受扰时的动态特性,提高了并网电流的波形质量,并将其策略应用于网侧PWM变流器的控制。仿真结果表明,改进的PI控制策略能够有效减少机侧和网侧控制系统动态响应时的超调量,加快系统响应速度,提高整个双PWM型直驱永磁同步风电系统并网运行的稳定性。     

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.     

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。     

单周期控制的三相PWM整流器的动态特性研究

分析了在单周期控制条件下三相高功率因数整流器的工作原理,并推导了三相PWM整流器的开关数学模型和等效控制方程。在建立此模型的基础上,基于庞加莱映射推导了三相PWM整流器工作时的稳定性条件及动态特性。应用仿真软件Saber在以上理论分析基础上完成了功率因数校正变换器建模与数字仿真,并进行了2kW三相PWM整流器的试验研究,详细研究了系统在负载变化或输入电压扰动等动态情况下的稳定性和动态特性,仿真和试验结果验证了理论分析的正确性。     

基于低开关损耗新型滞环PWM整流器研究

针对三相高功率因数整流器的控制要求和实际工程条件,进行了基于低开关损耗的三相PWM整流器研究,系统采用了负载电流前馈的电流滞环控制策略.该系统不仅改进了传统滞环控制策略带来的高开关频率的问题,更引入了负载电流前馈控制,使得系统对于外环的PI参数有着较传统滞环PWM整流器更低的依赖性,在三相电网不平衡的条件下也表现更好的运行特性.仿真波形和实验数据都验证了该控制方法的有效性以及对PI调节参数的低依赖性.