级联Buck变换器混合无源控制与大信号稳定性

为提高变换器的动态性能并分析级联系统的稳定性,本文首先对级联Buck变换器系统进行混合无源控制器的设计,使电流内环为无源控制,电压外环为PI控制.然后,引入混合势函数理论对混合无源控制下的级联变换器系统进行稳定性分析,得到该系统的大信号稳定性判据.仿真结果表明,本文所得判据易于判断和分析系统的稳定性,相比传统的双PI闭环控制策略,采用混合无源控制策略的变换器可获得更加良好的动态性能.     

重复和PI复合控制在光伏逆变器中的应用

优化光伏并网逆变器性能的关键在于控制方法的改进.PI控制很难做到对交流信号进行无静差跟踪,而重复控制动态性能较差.研究了重复控制和PI控制复合控制方法在单相光伏并网逆变器中的应用,分析了复合控制下系统的稳态误差,进行了重复控制器的设计.仿真结果证明,系统不但能获得良好的动态性能和稳态性能,且提高了跟踪精度,有效地抑制了...     

基于无源性理论的风电联合控制器设计

为了提高风电变流器的动态响应速度,本文提出了一种基于无源性理论的联合控制器设计方案.将机侧、网侧变流器统一考虑,建立了风电变流器系统的整体模型.应用无源性理论对误差系统的跟踪问题进行了控制器的设计,通过采用无源电流控制器与转速、直流电压PI调节器构成的联合控制器结构,可以实现状态量的无静差跟踪、并提高系统的鲁棒性.在此基础上,基于对系统动态的分析,对状态平衡点的选取进行了优化设计,从而提高了控制系统的动态响应速度.硬件在环实验结果验证了该方法具有良好的稳态与动态性能.     

腕力传感器动态重复性和线性度研究

腕力传感器动态性能对保证机器人系统的动态性能和稳定精度起着十分主要的作用,为此设计开发了腕力传感器动态性能标定系统,采用阶跃响应实验法进行动态性能标定,用相关小波法分析腕力传感器动态性能.标定系统由加载试验台、数据采集系统和性能分析系统三部分组成,各组成部分的误差小,系统标定精度高,标定结果可靠.利用该系统对一个腕力传感器进行动态性能标定,通过试验数据分析计算,得到腕力传感器动态性能标定的重复性和线性度.利用该系统对腕力传感器动态性能及其重复性和线性度进行研究,对腕力传感器的研制开发及性能检测将起到重要的作用.     

基于逆系统方法的无轴承异步电动机解耦控制

针对新型五自由度无轴承异步电动机这一多变量、非线性、强耦合的系统,采用逆系统的方法进行解耦控制.首先介绍了五自由度无轴承异步电动机的工作原理,分别给出混合磁轴承和无轴承异步电动机的力学方程,并建立电机状态方程.然后根据状态方程分析系统的可逆性,应用逆系统方法实现径向力与转矩力之间、径向力之间的动态解耦.最后由线性综合方法设计系统模型的闭环控制器.仿真结果表明,系统具有良好的动态和静态性能.     

基于切换系统理论的永磁无刷电动机控制策略

切换系统是描述混杂动态系统的重要模型之一,采用不同的模态和切换规则可以更好地刻画一个实际复杂动态系统的运行轨迹.基于切换系统理论,结合正弦波和方波电流驱动的永磁无刷电动机的各自优势,提出了按输出状态反馈切换的永磁无刷电动机切换控制策略,建立了切换系统的线性化模型并对其稳定性进行了分析.仿真和实验结果表明,切换控制系统运行稳定,可有效地提高电机全速度范围内的运行效率和性能.     

基于无互联线控制的电子电力变压器并联技术

提出一种新的电子电力变压器(EPT)无互联线并联控制策略.所提出的控制策略基于功率下垂控制理论,由有功功率均分控制回路和无功功率均分控制回路2部分组成.为了抑制输出电压的相位偏差,在控制回路中增加了输出电压相位同步控制回路;为使系统在线性和非线性负载条件下都能获得好的功率均分性能,在控制回路中增加了谐波电流控制回路;为改善系统的动态响应特性,增加了微分控制环节;为分析系统的稳定性和动态性能,方便控制参数的设计,建立了系统的小信号模型.仿真结果表明,所提出的控制策略获得了好的功率均分性能和电压调制特性,具有良好的动态响应特性,且在非线性负载条件下也获得了较好的均流特性.     

基于可控电抗器的无接触电能传输系统动态补偿

静态补偿方式不能同时兼顾无接触电能传输系统的零相角运行条件与功率传输性能,为了解决该问题,本文提出了一种基于可控电抗器的动态补偿方法.在系统的一次侧采用可控电抗器与固定电容构成的并联支路进行动态补偿,在系统的二次侧采用静态电容补偿.通过反向并联的功率开关管来控制非饱和电抗器的导通电流大小,使一次侧等效电路动态谐振来获取电源侧的零相角运行条件.针对不同的二次侧补偿拓扑,导出了动态补偿支路中电感及电容的取值公式,并对补偿支路参数进行了优化设计.分别对系统采用动态补偿与静态补偿两种方式进行了PSpice电路仿真分析.理论分析与仿真结果表明,相对于静态补偿方法,动态补偿能在额定频率下获得系统电源侧电流与电压间的零相角运行条件,有效降低了对系统电源容量的需求,保证了系统功率传输性能.     

三级无刷交流发电机调压系统的建模及仿真分析

研究交流发电机调压系统的稳定性就是利用自动控制理论分析系统受到干扰后的动态品质和稳定性,以及系统构成各环节及其参数对系统性能、品质的影响,从而指导系统的设计和改进。本文通过分析三级无刷交流发电机调压系统的幅频特性,对其进行物理建模,根据该模型的特性,采取了一种改进的PID控制策略,改善了系统的动态性能和稳态精度。仿真结果说明了理论分析的正确性。     

高性能直线伺服系统的研究

针对永磁同步直线电机伺服系统采用传统的比例或比例积分位置调节器时动态性能差,本文将前馈控制应用于位置环以改进系统的动态性能,并对其进行了理论分析。利用仿真软件对该系统建模、仿真并对该系统进行定位实验,结果表明采用位置前馈控制不仅使伺服系统达到了很好的动态特性,而且保证了系统定位的高精度和无超调。     

单相异步电机在线堵转性能测量方法研究

在大批量小功率异步电机微机自动测试系统中 ,快速测量电机堵转性能的方法一直是研究的重点。本文针对单相异步电动机特点 ,扼要阐述了电机堵转试验动态测试法的原理及特性 ,并在此基础上提出了稳态条件下堵转试验新方法一单绕组通电法。通过理论分析和实验论证 ,单绕组通电测试法可在稳态条件且不加制动的情况下测量电机堵转电流和功率 ,非常适用于微机自动测试系统。     

一种低成本的电机转速控制方法

锁相技术具有自动频率跟踪功能，用于电机控制可以获得很高的精度而成本低谱，对锁相控制系统作了分析之后，给出了控制实例。     

一种新颖的无传感器异步电动机直接转矩控制系统

磁链的准确估计是无传感器直接转矩控制系统的关键,本文提出了新型改进低通滤波器和PLL锁相环技术相结合的磁链估计新方法.该方法提高了定子磁链的估计精度,改善了无传感器异步电动机直接转矩控制系统的动静态性能.仿真结果和实验结果表明了基于新方法的无传感器直接转矩控制系统的良好动静态性能及其对定子电阻的鲁棒性.     

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制系统的优化研究

为了优化传统基于滑模观测器(SMO)的永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统的性能,分析了传统控制系统中相应模块的数学模型和控制算法存在的问题,建立了优化的基于SMO的PMSM无传感器控制系统模型并进行了仿真。通过分析传统SMO的数学模型,在保证SMO满足Lyapunov稳定条件的前提下,根据电机不同工况对滑模增益进行实时优化,提高了SMO的观测性能。为了提高锁相环(PLL)输出信号的质量,在PLL输入端加上低通滤波器,并对低通滤波环节造成的位置角度偏差进行补偿。通过仿真验证上述所采用优化策略的正确性和可行性,结果表明:优化模型在保证系统动态性能的同时能够获得比传统观察系统质量更高的观测信号。     

考虑同步机制的双馈风电系统小扰动建模与稳定性分析

对比分析了锁相环同步机制和虚拟同步发电机同步机制下的双馈风电系统小扰动稳定性及动态特性。针对2种同步机制下的双馈风电系统,基于数学方程分别得出相应的小扰动模型,进而利用特征值分析法对系统小扰动稳定性进行研究。在StarSim硬件在环(StarSim-HIL)半实物仿真平台上搭建相关模型,通过仿真对2种同步机制下的双馈风电系统有功支撑等动态特性及小扰动稳定性进行了分析与验证。对2种同步机制的适用性进行总结,指出锁相环型控制虽然动态特性好、响应速度快,但是在弱电网下的小扰动稳定性及有功支撑等方面,虚拟同步发电机控制更有优势。     

新型锁相环技术及仿真分析

新型锁相环因其诸多优点成为了电力电子技术中的研究热点。这里对三种新型的锁相环进行了原理分析及比较,通过搭建相应的数学模型从理论上解析了它们的区别和联系,并通过simulink仿真软件建立了对应的仿真模型并仿真得出实验结果并进行了性能对比,验证了新型锁相环的锁相效果及适用范围。     

弱电网下电压源型逆变器锁相环的改进

弱电网并网运行时会产生谐波干扰以及电网电压频率波动等问题,导致逆变器输出电流谐波失真。弱电网并网环境对锁相环(Phase Locked Loop, PLL)的性能提出了更高的要求。针对弱电网下并网逆变器的控制要求,在分析并网电压源型逆变器(Voltage Source Converter, VSC)控制模型基础上,提出一种弱电网下PLL的优化方案。该方案采用超前补偿器补偿平均滑动滤波器(Moving Average Filtering, MAF)的相位延迟以提高系统的动态响应;引入前馈频率估计环,提高系统在电网电压频率偏差较大时的锁相精度,仿真验证改进的PLL的有效性。建立并网VSC系统实验平台对文中所述改进方法进行验证。实验结果表明,经PLL改进后的VSC系统在弱电网条件下具有良好的鲁棒性,逆变器入网电能质量得到了保证。     

基于滑模锁相环永磁同步电机无传感器控制动态性能改进

高频信号注入法解决了永磁电机无速度传感控制在零速和低速运行时的许多难题,但是动态性能较慢也是一大不足。针对高频注入永磁同步电机(PMSM)无速度传感器控制动态响应问题,提出了一种基于变结构滑模控制改进的锁相环(PLL)结构。该结构在传统的PLL基础上,通过对高频信号调解后的PLL输入信号进行滑模控制从而提升PLL的动态性能。该方法比传统的PLL结构增强了系统的动态响应能力,且不需要电机参数,由于变结构滑模函数的引入,也增强了系统的鲁棒性能。仿真和试验结果证明,该方法缩短了电机动态响应时间,减小了动态响应过冲,证明了改进算法的可行性与有效性。     

基于改进滤波器的无传感器永磁同步电机新型滑模观测器设计

为了改善传统滑模观测器(SMO)无传感器永磁同步电机(PMSM)高频抖振问题,提高无传感器PMSM观测性能,在传统SMO的基础上采用Sigmoid函数作为切换函数以减小抖振。同时,通过低通变截止滤波器和卡尔曼滤波器组合的级联滤波器进行滤波以去除高频信号,并降低测量噪声和测量误差,最后运用锁相环技术(PLL)提取电机转速信息和位置信息。采用MATLAB/Simulink仿真的手段来验证改进的SMO有效性和可行性。仿真结果表明,采用改进的SMO比传统SMO具有更高质量的观测信号,并且控制系统动态和静态性能较好。     

电动汽车永磁同步电机驱动系统的研究

根据电动汽车的性能要求，从永磁同步电机的模型出发，分析了不同磁密分布和电流波形下的电机感应电势和转扭，以及不同控制方式对系统性能的影响，并论述了系统控制的基本原理和系统低速回馈制动的方法，最后给出了计算机仿真和试验结果。