应用神经网络和重复控制的逆变器综合控制策略

针对脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变电源控制系统,提出一种基于(diagonal recurrent neural network,DRNN)在线自整定PID控制和改进重复控制相结合的新型综合控制策略,给出PID参数在线自整定的控制算法和改进重复控制器的设计参数。利用改进重复控制改善系统的稳态性能,利用对角递归神经网络在线自整定PID控制提高系统的动态性能,既能克服常规控制逆变器波形跟踪性能差的不足,又能极大改善重复控制逆变器动态响应滞后的问题。实验结果表明,该综合控制策略能实现逆变器的快速动态响应和高精度稳态输出波形。     

基于径向基函数神经网络的PI-准比例谐振控制策略

针对三相并网逆变器在电网电压波动时存在电流畸变等问题,提出了一种基于径向基函数神经网络的改进型PI-准比例谐振复合控制方法,在分析PI与准比例谐振控制原理的基础上,通过径向基函数神经网络的自适应控制能力,根据系统运行状态对改进型PI-准比例谐振控制器参数进行在线整定,解决了传统PI控制器存在稳态误差和准比例谐振控制器参数难整定的问题。采用Matlab/Simulink平台进行仿真研究,结果证明该方法实现了电流的无静差跟踪,降低了输出电流的总谐波畸变率,提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的稳定性。     

串并联补偿式UPS主逆变器的建模与控制

有效的逆变控制方法是研究UPS逆变器数字控制技术的一个热点.采用重复控制方法,建立主逆变器的数学模型.分析重复控制器参数的设计,利用Matlab软件进行仿真,得出结论:采用重复控制技术能有效地减少逆变电源在整流型负载条件下输出电压的谐波畸变.     

直驱型风力发电并网逆变器的控制策略研究

在直驱式风力发电系统中,并网逆变器的控制非常关键。目前的控制方法大多采用常规PI控制,虽然常规PI控制能够满足系统较快的动态响应和无静差调节,但是参数不易准确调节,并且逆变器谐波畸变率较大。为解决这一问题,设计了模糊自适应PI控制器,运用模糊推理实现对PI参数的最佳调整,并在RT-LAB半实物仿真平台上进行了建模与仿真。仿真结果表明,模糊自适应PI控制器可以加快系统动态响应速度,有效减小谐波畸变率。     

负序电压前馈补偿的三相光伏逆变器不平衡单周控制策略

鉴于电网不对称故障时有发生,提出一种基于负序电压前馈补偿的三相光伏并网逆变器不平衡单周控制策略,并设计了三相PWM逆变器不平衡单周控制系统。该控制策略对并网电流反馈量进行电网负序电压前馈补偿,可实现脉宽调制逆变器恒功率控制,大大简化了控制器的参数整定,且无需计算并网电流正、负序分量。实验结果表明,该控制策略仅使用一个传统PI控制器即可从根本上抑制电网电压不平衡时逆变器直流侧电压2次谐波和并网电流畸变,同时获得了较理想的静态特性和动态特性。     

基于二自由度内模控制的LCL并网逆变器控制策略

并网逆变器需要具有极高的功率因数和极低的输出电流总谐波失真,在并网逆变系统中,对高频谐波的抑制效果显著,但由于其内部滤波器为一个三阶低阻尼系统,自身容易出现谐振。针对LCL型滤波器自身存在的谐振现象,提出一种基于二自由度内模控制的LCL并网逆变器控制策略来抑制其谐振尖峰,该控制器仅有两个可调参数,通过参数整定,所设计的控制器可同时具备良好的对给定信号的跟随性能和抑制干扰特性。该方法不需要增加额外传感器,系统成本较低。最后在Matlab/Simulink仿真平台上搭建LCL并网逆变器系统仿真模型,对两种控制策略进行仿真。仿真结果证明,采用二自由度内模控制策略时并网电流em_g总谐波畸变率只有1.4%,远低于国家标准5%,且具有良好的跟随性能,提高了系统的鲁棒性。     

两相静止坐标系下并网逆变器的重复控制策略

采用LCL型滤波器的三相PWM并网逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型存在耦合项,另外当并网电压不平衡或含低次谐波时,输出电流波形会产生畸变。针对以上问题,提出一种两相静止坐标系下的电流重复控制方法。该方法不需要进行Park变换和解耦计算,可有效降低逆变器并网电流的总谐波畸变。详细给出了重复控制器的参数设计方法,同时考虑了LCL滤波器硬件参数和系统延迟的影响。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

基于FOPI~λ的复合控制在CVCF逆变电源中的应用

提出一种基于分数阶比例积分(FOPI~λ)的复合控制策略。介绍了三相逆变电源的系统结构,分析了d,q坐标系下的传递函数,研究了FOPI~λ控制和重复控制的基本理论和实现方法,并设计FOPI~λ控制器和重复控制器,对两种控制策略使用可变加权因子有机结合形成复合控制器。针对该分数阶控制器待整定参数较多的问题,提出基于粒子群优化(PSO)算法对参数进行整定优化的方法。与传统复合控制相比,仿真验证所提方案可保证系统有较高稳压精度和较快动态响应,输出电压总谐波畸变率(THD)更小;实验结果表明该方案有效、可行。     

基于奇次谐波重复控制的PWM逆变器的研究

针对PWM逆变器的重复控制器存在的控制实时性差,动态响应速度慢等问题,分析了一般重复控制器控制的PWM逆变器的谐波和误差,推导了奇次谐波重复控制算法,设计了一种PWM逆变器的奇次谐波重复控制器,在不同负载情况下对控制特性进行了仿真分析。仿真结果表明,奇次谐波重复控制器可以将奇次谐波抑制在0.5%以下,取得了较好的抑制效果。在突加负载情况下,THD达到稳定的时间和内存的占用只需原来的一半。     

基于KMTOA的三相光伏逆变器双环控制研究

以离网三相光伏逆变器为研究对象,选择电压电流双闭环控制作为其控制策略,针对传统PI控制参数难整定、系统变化适应性差的问题,引入了分子动理论优化算法来辨识双闭环控制器的PI参数,实现动态优化。基于MATLAB平台的仿真实验结果表明:相比于传统的PI控制以及PSO和GA算法两种智能算法,该算法具有操作简便、超调量小、响应快、适应性强等特点;系统输出的电压、电流波形呈现良好的正弦特性,总谐波畸变率小,有效改善了逆变器的动态性能及其输出电压的质量。     

基于蝙蝠算法的三电平有源电力滤波器复合控制

为改善基于重复控制方式的三电平APF动态性能欠佳的不足,采用重复控制+滞后1拍PI控制的复合电流跟踪控制方式。为了进一步提高控制器性能,采用改进的蝙蝠算法对控制器参数进行优化,给出了参数优化结果。分别对传统PI控制与优化后的复合控制进行了Matlab/Simulink仿真实验。结果表明,复合控制方式静态与动态性能更好,能够更加有效抑制电网谐波,达到了预期目标。     

一种改进的重复控制器在高频角振动转台中的应用

针对高频角振动转台在高频段跟踪周期信号的精度低问题,提出一种改进重复控制器设计方法。在重复控制的前项通道中引入可调增益,给出该系统稳定的条件以及控制器参数的确定方法,并论证了该方法的误差收敛和跟踪精度。仿真和实验表明,在高频段改进的重复控制器与PID控制器相比较,提高了转台正弦跟踪精度,改善了谐波失真度和高次谐波对转台角加速度的影响,同时也提高了系统的鲁棒稳定性。     

基于重复控制的有源滤波器双闭环控制

针对有源电力滤波器的被控电流为周期变化的正弦量,提出引入重复控制对有源电力滤波器电流进行控制.以减小系统的稳态误差.通过检测电网电压和直流电压直接获得期望的电网电流,而无需检测负载电流和滤波电流,简化了检测电路.并且利用串级控制的思想,对电压环的参数进行设计,为有源滤波器控制器参数设计提供理论指导.该算法的复杂度小、实时性强和容易工程实现.实验结果表明,采用重复控制的有源滤波器使电网电流总畸变率从61.8%降至5.6%,功率因数从0.77提高到0.98.     

基于改进型重复控制算法的多功能并网逆变器设计

为使多功能并网逆变器能够在传输有功功率的同时实现电能质量治理的功能,提出一种基于改进型重复控制算法的内环控制器设计方法。为提高内环控制系统的动态响应能力,改进型重复控制器采用比例控制器与传统重复控制器并联的形式。通过对内环传递函数的分析,提出等效被控对象的概念,将并联的比例控制器等效成系统被控对象的一部分,由此分析了内环系统的稳定性、稳态误差以及动态性能,并在此基础上对重复控制器的参数进行设计。最后,通过仿真和实验验证了所设计的内环控制器能够实现对参考电流的快速精确跟踪,基于改进型重复控制算法的多功能并网逆变器具有优良的电能质量治理能力。     

Robust Direct Power Control Schemes of DFIGs Driven by Variable-speed Wind Turbines

Despite its several advantages, a classic direct power control (DPC) technique of doubly fed induction generators (DFIGs) driven by variable-speed wind turbines has some drawbacks such as high power ripples and variable switching frequency. In this paper, two robust controllers are designed to improve the classical DPC performance without complicating the overall scheme. First, an integral sliding mode controller (ISMC) is designed to regulate the stator active and reactive powers. Two integral switching functions are selected for controlling stator active and reactive powers. The idea of total sliding mode controller is selected to avoid reaching phase stability problem. Second, a diagonal recurrent neural network (DRNN) controller is designed and trained based on DPC. The DRNN has several advantages compared to the classical static neural networks such as recurrence and simple construction. Simple off-line back-propagation algorithm is proposed to train the proposed DRNN. The stability of the proposed ISMC and DRNN controller is proved using the Lyapunov stability theorem. The grid side converter is controlled based on the DPC principle to ensure both constant DC-link voltage and grid side reactive power. The feasibility of the proposed DPC schemes is validated by simulation studies on a 1.5-MW wind power generation system. The performance of the proposed schemes is compared with a conventional DPC scheme under different operating conditions.     

神经网络算法的改进及其在有源电力滤波器中的应用

针对有源电力滤波器的电流跟踪控制问题,设计了一种基于改进梯度算法的BP神经网络自适应PI控制器。该控制器将神经网络技术与PI参数设计相结合,与传统的PI控制器相比,该控制器具有结构简单、易于在线调整等优点。同时,为了克服采用神经网络算法修正权值系数时,会存在局部极小、收敛速度慢的问题,对BP神经网络采用的梯度算法进行改进。利用代数法代替梯度下降法,从而解决了易出现局部极小问题,且使收敛速度更快。仿真实验表明,改进后的神经网络自适应PI控制器较传统的PI控制器有更快的响应速度和更高的补偿精度,从而使系统更稳定,而且电网电流的谐波畸变率更低。     

LCL型三相光伏并网逆变器新型控制策略研究

LCL滤波型并网逆变器是高阶多变量控制系统,传统并网电流单一控制方法,不能确保系统稳定性良好的同时又较好的改善并网电流质量。为此提出了一种基于LCL型并网逆变器的新型复合电流控制技术。文中详细分析了LCL滤波器的特点,其在谐振频率处存在谐振尖峰,通过在电流环中增加陷波器的方法实现了LCL滤波器的有源阻尼,提高系统稳定性的同时又不需要额外增加传感器;并网电流调节器将重复控制(RC)和准比例谐振控制(QPR)有机结合,提高了系统的动态响应速度,且降低本地非线性负载扰动和电网电压频率波动对并网电流质量造成的影响,实现对基频信号的无静差跟踪控制和单位功率因数并网。通过Matlab/Simulink仿真测试,验证了陷波器有源阻尼及重复准PR复合控制策略的正确性和有效性。     

静止无功发生器递归神经网络逆动力学控制

根据对角递归神经网络的特点分析了其非线性映射能力,并根据新型静止无功发生器(ASVG) 的特点提出了ASVG递归神经网络逆动力学控制。所构造的控制器由于可以实现ASVG电力系统 非线性逆动力学特性的学习,因而根据期望的控制效果可以获得期望的控制量。理论分析与 仿真实验表明,这种控制器可以对ASVG实现良好的控制。     

三相 Z 源逆变器的最优滑模预见重复控制

针对微网逆变器带不平衡和非线性负载时三相逆变器输出电压电流谐波大的问题,提出一种最优滑模预见重复控制的 方法,实现对不平衡负载和非线性负载等非正常工况的快速响应和参考电压的高精度跟踪。 首先,在前馈补偿环节引入预见控 制器,并利用差分算子,设计包含目标值信号和滞后环节反馈的扩大状态误差系统,将逆变器的控制问题转化为线性离散系统 的调节问题;进一步,利用 Lyapunov 方法和线性矩阵不等式及最优控制器的设计方法,得到包含滑模控制、状态反馈、重复控 制、和预见补偿的最优滑模预见重复控制器。 实验结果表明,最优滑模预见重复控制带线性负载时电压波形畸变率从 3. 12%减 少到 0. 78%,响应时间从 10 ms 减小为 5 ms;其带非线性负载时电压波形畸变率从 6. 72%减少到 0. 92%,验证了所提方法的有 效性。