基于最小二乘参数估计的PWM开关变换器小信号建模

提出采用拟合阶跃响应曲线的方法建立开关变换器的小信号模型。该方法从系统辨识的角度出发,将开关变换器看做一个黑匣子,采用最小二乘参数估计的方法,根据PSPICE仿真输出的阶跃响应数据,最终得到开关变换器的小信号模型。用此方法对BUCK及BUCK-BOOST变换器进行建模,并将此方法与以往的方法比较,验证了此方法所建模型的可行性。     

一种基于离散观测器的DC/DC变换器参数在线辨识方法

针对功率变换器参数在线辨识问题,提出了一种新的基于离散观测器的DC/DC变换器主电路参数非侵入式在线辨识方法。基于Lyapunov函数提出了一种用于离散系统参数辨识的观测器算法,进一步引入模型噪声估计使得观测器能够适用于经低速采样离散化的混杂系统的参数辨识。为将提出的观测器应用到DC/DC变换器参数辨识中,以Buck变换器为例给出了DC/DC变换器离散模型的建立方法。在此基础上,设计了用于Buck变换器主电路参数辨识的离散观测器。观测器根据电感电流、输出电压以及控制器输出即可对滤波电感及其等效串联电阻、滤波电容及其等效串联电阻、负载等效电阻等多个参数进行在线辨识。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

Prony算法在汽轮机调节系统参数辨识中的应用

在动态频率异常和频率不稳定性研究中,建立原动机及其调节系统准确的数学模型是极其重要的。原动机调节系统模型建立应借助于辨识建模。基于这种考虑,针对汽轮机调节系统,提出一种基于Prony算法的参数辨识方法,利用Prony算法辨识系统传递函数原理,通过对系统特征根和留数进行分析以达到对汽轮机调节系统进行参数辨识的目的。利用该方法编制了程序,并将其应用于所建调节系统模型中,在Matlab及其Simulink中进行了仿真分析。辨识结果表明,这种辨识算法具有计算速度快、辨识精度高、程序通用性强等优点,为汽轮机调节系统的参数辨识提供了一种有效的方法。     

峰值电流模式控制非理想Buck变换器系统建模

为提高开关变换器系统建模的精度,减少模型与实际电路之间的偏差,更好地指导系统芯片设计,基于能量守恒法和开关元件平均建模法,考虑各元件等效寄生参数及电感电流纹波等非理想因素的影响,加之输出电流波动对电路性能的影响,建立包含输出阻抗的非理想Buck变换器功率级小信号模型。在此基础上,对峰值电流模式控制非理想Buck变换器的控制环路进行了非理想参数建模,最终建立起整个峰值电流模式控制的非理想Buck变换器系统小信号模型。通过模型分析以及在Matlab中的仿真可以看出,所建模型直观、有效、实用,且物理意义清晰,能够更加准确地反映实际电路的工作情况。     

锁相环型变换器并网系统暂态主导失稳特征分析

基于锁相控制的并网变换器由于系统由控制主导、强非线性、强耦合的特性，在大扰动后，系统失稳特征难以辨识。为此，该文对电磁时间尺度下锁相环型并网变换器单机无穷大系统暂态主导失稳变量及特征进行研究。首先，根据所建模型，基于各状态变量等效时间常数的值以确定主导失稳状态变量为锁相环相角θ_pll；并将所建模型与同步机五阶模型比较，机理化地揭示并网变换器快慢时间尺度分离的暂态特性；然后，针对并网变换器在故障过程中存在多摆失稳的现象进行机理性解释，得到该现象由端电压控制环路引入的负阻尼所引起，其与同步机多机系统多摆失稳存在明显的差异。最后，通过Matlab/Simulink仿真软件验证所提理论分析的正确性。     

超声波电动机特征模型的辨识建模

特征建模是一类能够准确逼近对象特性的辨识模型。基于实验数据,给出了超声波电动机特征模型的辨识建模方法,对比了不同辨识算法的建模效果。针对超声波电动机转速控制的特点,讨论了不同辨识参数初值对特征模型的影响。计算结果表明了所建特征模型的有效性。     

基于功率响应的汽轮机调节系统模型参数辨识方法研究

基于功率响应特性辨识汽轮机调节系统参数。采用简易模型克服了辨识算法中难以实现的发电机建模问题。通过分析参数对机组功率特性影响的关联性,对辨识流程和优化目标函数进行了设计。再以先进数值计算方法作为辨识手段辨识得到模型参数。利用PSASP对辨识结果进行仿真并与实测对比,结果表明:新方法所建模型仿真值与实测值相当接近,所建立的汽轮机调节系统模型能够较为真实地反映机组实际的响应特性,说明该方法正确有效。与原有辨识方法相比,实现了对模型参数的更加准确辨识。     

通过设计变压器改善反激变换器的交叉调整率

鉴于变压器性能对多路输出反激变换器的交叉调整率有重要影响,为变换器的关键器件之一,提出了基于有限元数值仿真的任意多路输出变压器的建模方法.基于此模型,结合电路仿真软件研究了变压器分布参数及线圈结构对反激变换器交叉调整率的影响.在此基础上,给出变压器的设计指导原则.实验证明,提出的任意多路输出变压器建模方法不仅使用方便,而且所建模型有足够高的精度;所设计的指导原则可有效提高多路输出变换器的交叉调整率.     

基于PSO的线性前馈神经网络负荷模型的研究

采用具有全局寻优能力的pso优化算法辨识线性前馈神经网络负荷模型的参数,并结合实测数据进行了建模仿真分析。相对于辅助变量法,该算法能够在一定程度上提高负荷模型的辨识精度。同时对所建模型进行了泛化能力的检验,表明此模型具有良好的实用性和推广性。     

基于系统辨识建模的微网二次电压频率控制器参数设计方法

在采用由下垂或者虚拟同步机控制的逆变器构建的微网系统中,二次电压频率调节器参数优化是提高微网电压频率性能的关键。进行电压频率参数优化分析的前提是获取微网电压频率响应模型,但是由于微网系统结构复杂多样,系统内微源和负荷种类繁多,以及商业化电源广泛使用造成的电源模型难以获得等原因,给微网机理建模带来了很多困难。为解决上述问题,通过建立微网系统公共连接点电压频率响应模型结构,利用在微网中采样的运行数据以及系统辨识方法对模型中传递函数进行辨识,并利用辨识得到的模型对微网系统二次电压频率控制器进行参数优化。所提方法不仅可以在微网内部结构以及电源模型未知的情况下对微网进行建模,而且所建模型阶次低,便于调节器参数设计使用。最后,在微网实验平台上对所提方法的有效性进行了实验验证。     

Buck-Boost变换器数字控制器的设计和实现

利用分段线性电子电路仿真PLECS软件建立Buck-Boost变换器的仿真模型;采用幅值相位裕度方法设计控制器参数;基于系统发生器提出了一种新的数字控制器实现方法,分析了负载扰动和电源扰动特性,并对其进行了实验。实验结果证明了PLECS建模和系统发生器设计的有效性,也为FPGA实现Buck-Boost变换器的数字控制器提供了新的设计流程。     

全桥倍流同步整流变换器系统建模与分析

已往的全桥倍流变换器的模型多是建立在忽略电路损耗等寄生参数基础之上的,在低电压大电流输出的情况下,这些寄生参数不可以忽略。据此针对全桥倍流同步整流变换器,在考虑了电路中的损耗分布等一些寄生参数的情况下,建立了新的系统模型,并结合全桥倍流变换器的小信号系统分析,进行了校正设计,最后给出的仿真结果表明,本建模方法与未考虑各种寄生参数的建模方法相比,更符合实际电路工作情况。     

Buck变换器的混杂建模

详细分析了Buck变换器在不同工作模态之间的切换条件,并建立了Buck变换器的精确模型。在建模过程中,对于Buck变换器在不同工作模态下的切换条件用相应的逻辑合命题来表示,利用逻辑命题与整数不等式之间的等价关系,把Buck变换器的切换条件等价转换成混合整数不等式,并将不等式约束加入到系统方程中来描述系统的混杂特性,从而建立了Bcuk变换器的新型混杂模型。该模型描述形式简单,符合变换器工作时各模态间切换的一般规律,在DC/DC变换器的建模上具有一定的理论价值。     

基于RTDS/CBuilder的DFIG通用励磁控制模型开发

基于RSCAD/CBuilder采用自定义编程技术开发一套双馈式感应风力发电机(DFIG)的通用励磁控制模型。该模型控制策略依据网侧变换器电网电压定向、转子侧变换器定子磁链定向矢量控制原理;模型的人机交互界面根据面向对象设计理念,形成参数输入对话框;模型的实时运行程序采用C语言编程技术,并针对信号相位提取、相位斜率计算给出相应的设计方法。本文还以实例对比法对所开发模型进行了通用性和精确性验证,结果表明:该模型可便捷地应用于不同系统频率、功率等级DFIG的RTDS仿真实验并大幅提高建模效率。     

基于RTDS的高压直流控制系统锁相环仿真研究

在基于实时数字仿真器(Real-time digital simulator, RTDS)所建立的特高压直流输电系统实时仿真平台中,常规锁相环技术无法实现换流阀触发脉冲的精确控制,不利于实际直流工程的故障重现。基于系统正序分量的瞬时锁相环控制原理,提出了一种高精度锁相环的建模方法,实现了电网系统频率的高精确跟踪测量。在RTDS仿真平台上搭建完整的云广特高压直流工程的控制系统仿真模型,并结合实际工程的运行工况设计仿真试验算例。试验结果表明,仿真波形与实际工程的录波取得了高度一致性,该仿真建模方法是有效可行的。     

降压型压电陶瓷变压器功率传输模型及其变换器撕裂分析法

压电陶瓷变压器(piezoelectric-transformer, PT)是通过机械振动传输电能。该文研究PT的模型和分析法。提出PT的功率传输模型,结合PT的效率公式和频率方程给出确定PT内部参数的方法。基于功率传输模型,提出PT变换器的撕裂分析法,即可将PT变换器分解成2个级联电路。研制一台输出功率为50 W的样机,验证该文的主要结论。理论分析结果与仿真、实验结果相符,最大误差小于6%。该文所提出的功率传输模型和撕裂分析方法为研究PT变换器提供了实用分析方法。     

风力发电机用双PWM变换器的功率平衡联合控制策略研究

根据双PWM变换器的优点并结合交流励磁发电技术和矢量控制技术,建立了双PWM变换器励磁的双馈感应风力发电机矢量控制系统模型。为减少交直交变换器中电容容量且能稳定直流母线电压,建立了在主从控制方式下应用功率平衡联合控制策略的双PWM控制模型。该模型可对转子侧和网侧两个PWM变换器进行协调控制,使得整流部分充分利用了逆变部分的信息。仿真结果表明该方法极大提高了直流母线电压的动态控制性,并因此大大减少了对变换器中电解电容容量的要求,也使得风力发电机组的响应速度加快,最终使整个风力发电系统的可靠性和寿命大大提高。     

Reduced‐order method for mathematical modeling of multiphase dc‐dc converter

A multiphase dc‐dc converter is effective for miniaturization and achieving high‐power density in a switching power supply. However, its mathematical modeling becomes complex as the phase number of the circuit increases. This study proposes a new modeling method to derive a reduced‐order method in a simple manner. The frequency characteristics of the reduced‐order model are fit to those of the original mathematical model of the multiphase dc‐dc converter. Therefore, the efficacy of the proposed method is validated.     

风力发电三相PWM变换器的建模和控制

脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器能灵活调节功率和功率因数,可用作风力发电机和电网之间的功率接口。文章深入研究了PWM变换器的建模,建立了基于简化等效模型的旋转坐标下的数学模型和PWM变换器各部分数学模型。对风力发电PWM变换器的控制策略和控制器设计进行了讨论,使用Matlab工具建立了PWM变换器的仿真模型,仿真结果表明了PWM变换器建模和控制策略的正确性。用dSPACE硬件在回路平台上构建了实验系统,实验结果验证了文中仿真建模的正确性。