基于非线性PID控制理论的单相PWM整流器研究北大核心

在单相电压型PWM整流器的控制方面,基于传统线性控制理论所设计的电压环PI控制器存在着系统动态性能差、参数整定困难等缺点。文章首先以单相电压型PWM整流器的双环控制为基础,对PWM整流器模型进行数学分析,然后引入新的非线性函数对电压环的控制性能进行优化,进而提出了一种单相PWM整流器的电压环非线性PI控制器控制方案。最后利用MATLAB软件搭建仿真平台,与传统PI控制器的仿真对比表明该方案不仅计算简单易于实现,系统的动态性能好而且还能进一步增强系统的抗干扰能力。     

基于非线性PID控制理论的单相PWM整流器研究

在单相电压型PWM整流器的控制方面,基于传统线性控制理论所设计的电压环PI控制器存在着系统动态性能差、参数整定困难等缺点。文章首先以单相电压型PWM整流器的双环控制为基础,对PWM整流器模型进行数学分析,然后引入新的非线性函数对电压环的控制性能进行优化,进而提出了一种单相PWM整流器的电压环非线性PI控制器控制方案。最后利用MATLAB软件搭建仿真平台,与传统PI控制器的仿真对比表明该方案不仅计算简单易于实现,系统的动态性能好而且还能进一步增强系统的抗干扰能力。     

基于神经元PI控制的PWM整流器动态特性研究

针对传统PI控制下的三相PWM整流器电压外环动态性能和抗负载扰动能力较差的缺点,利用根轨迹分析了三相PWM整流器在PI控制下的稳定条件和PI参数对系统性能的影响。基于以上分析,在电压外环控制器的设计过程中,引入了结合单神经元和专家系统的一种智能型PI控制方法,根据系统的运行状态对电压外环调节器的结构和参数进行实时调整,以提高PWM整流器的动态特性和抗扰性。仿真和实验结果表明：这种智能型PI控制下的PWM整流器,在相同负载变化时,响应速度快、超调量小,动态性能指标优越、鲁棒性强,而且算法设计简单、易于实现。     

基于电压空间矢量的三电平PWM整流器研究

针对三相二极管箝位型三电平PWM整流器的拓扑结构,建立了基于d-q同步旋转坐标系统的解耦状态空间方程.采用双闭环控制策略,电压环跟踪负载有功功率,电流环实现指令电流跟踪控制.给出了电压环和电流环PI参数设计方法,采用电压空间矢量调制方式(SVPWM)进行了基于MATLAB/Simulink的仿真分析.结果表明,该三电平PWM整流器能实现良好的动态性能和稳态性能,并且使得电网侧电流波形为正弦、功率因数为1.     

基于电压空间矢量的三电平PWM整流器研究

针对三相二极管箝位型三电平PWM整流器的拓扑结构,建立了基于d-q同步旋转坐标系统的解耦状态空间方程。采用双闭环控制策略,电压环跟踪负载有功功率,电流环实现指令电流跟踪控制。给出了电压环和电流环PI参数设计方法,采用电压空间矢量调制方式（SVPWM）进行了基于MATLAB/Simulink的仿真分析。结果表明,该三电平PWM整流器能实现良好的动态性能和稳态性能,并且使得电网侧电流波形为正弦、功率因数为1。     

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。     

轴带发电机高动态响应PWM整流器研究

为了提高船舶的轴带发电系统的鲁棒性,本文针对PWM整流器动态性能进行深入研究。首先根据系统环路的传递函数,分析传统PI控制下,负载和母线之间的波动关系,并基于此关系推导了PI参数的整定方法。分析结果表明,整定的PI参数在一定程度上可抑制母线电压波动,但存在不稳定区间。因此,在此基础上进一步引入了负载电流观测器的方案优化母线电压的动态性能,理论推导负载电流观测器结构并分析了其原理。最后本文通过仿真以及实验,验证了观测器的优化效果。     

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。     

采用变参数PI调节器的三相电压型PWM整流器的研究

简述了三相电压型PWM整流器的工作原理和基于解耦控制的数学模型,为了提高控制性能,在整流器的控制中应用一种新型的变参数PI调节器,进行了MATLAB仿真,并应用TMS320F2812建立了PWM整流器的数字控制平台,整流和逆变均能实现高功率因数,且变参数PI调节器有效地降低了系统的超调量,缩短响应时间,提高了系统的鲁棒性,可获得稳定的直流输出电压和快速的动态响应。     

电压型PWM整流器比例-积分控制器的参数设计

PWM整流器采用直接电流控制策略和双闭环控制结构,内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略,利用PI调节实现电流的快速跟踪控制。外环电压控制器由PI控制器构成,能够保证直流电压的稳定运行。由整流器的控制结构及其在旋转dq坐标系下引入PI调节器后的数学模型,简化得到电压环、电流环传递函数,根据控制系统要求采用3种方式设计PI参数。分析3种方式设计的PI参数下系统抗扰动性,用MATLAB仿真验证设计方法的正确性,结果表明在采用典型二型系统设计和二阶系统设计方法下,系统具有良好的动态性和稳定性。     

PWM整流器负载电流前馈控制策略研究

双闭环PI控制因其在控制系统结构上固有的不足及PI调节的滞后性,难以使PWM整流器在负载扰动下获得良好的动态性能.结合PWM整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,给出了双闭环PI控制系统结构图,设计了负载扰动动态前馈补偿器及简化后的静态前馈补偿器.实验结果表明,静态前馈补偿可显著改善PWM整流器抗负载扰动动态性能.分...     

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。     

变电感参数三电平不可逆PWM整流器的电流PI优化控制

在矢量控制PWM整流中,需要精确地输入电感值作为控制参数。而高功率密度AC-DC整流器中输入电感常采用铁粉心作为电感材质,这些材质磁心的电感值随着输入电压、输入电流和负载的变化而变化,电感值的变化导致电流环增益和控制参数发生变化。因此,采用传统的控制方法比较难满足宽输入电压和变电感量条件下整流器控制性能的要求。文中提出采用优化电流PI控制器的矢量控制实现三相三电平不可逆PWM整流,该策略能够在宽输入电压范围和变电感值下实现PF(Power Factor)值和电流THD的优化控制。文章在分析三电平不可逆PWM整流器电路模型基础上提出优化PI控制器的矢量控制算法实现过程,借助系统的闭环模型推导出控制器参数设计原则。最后给出的仿真波形和实验结果验证了控制方案的有效性和优越性。     

基于模糊自适应控制的三相PWM整流器

主要介绍了三相高功率因数PWM整流器电流环和电压环的设计,并成功的将参数自适应PI调节应用到整流器的控制策略中,以提高直流侧电压的控制精度。仿真结果表明,这种新型PI控制方法响应快、鲁棒性强、抗干扰能力好,较传统PI控制具有更好的动、静态特性。     

基于DSP的高性能单位功率因数整流器

在建立三相PWM整流器dq模型的基础上,提出了一种电压PI控制和基于输人输出线性化电流控制的:PWM整流器混合控制策略,来实现整流器的高性能特性,并构建了基于DSP的PWM整流器实验装置,介绍了整流器的硬件和软件设计.实验结果验证了控制策略的有效性,PWM整流器的动态性能较好,直流输出电压稳定,网侧输入电流正弦化,且功率因数接近于1.     

基于自适应滤波算法的整流器电流预测控制

应用数字芯片控制的三相PWM整流器由于电流采样延时和计算延时而造成系统稳定裕度变小、动态性能变差。为解决这个问题,提出了应用变步长自适应滤波算法的电流预测控制。首先,以三相PWM整流器数学模型为基础,分析了数字延时对系统性能的影响。其次,介绍了变步长自适应滤波算法的基本原理,并将此原理应用于电流信号预测。再次,给出基于上述算法的三相PWM整流器电流预测控制的结构框图。仿真和实验结果表明,由于采用了电流预测控制,消除了延时的影响,使电流环稳定范围增大,同时具有更好的动态性能。     

三相PWM整流器主电路参数确定方法

为了实现PWM整流器的高效运行,保护良好的动态特性,主电路参数的确定较为关键,但目前现有的选取方法存在一定的盲目性。根据三相电压型PWM整流器主电路结构的数学模型,提出了满足稳态电路指标以及抑制谐波电流的电感值的计算方法,该方法兼顾了交流侧电感跟踪和滤波的两种特性;为满足直流电压跟踪效果以及确保控制系统的电压外环抗扰性能,结合系统瞬态过程的分析提出了直流侧电容选取的方法,从而解决了PWM整流器主电路参数选取的盲目性问题。通过仿真验证了电感值和直流电容参数确定方法的有效性。