基于电流观测与重复控制的逆变器多环控制策略研究北大核心

提出一种基于电流观测与重复控制的单相逆变器多环控制策略。内层双环控制器采用输出电压和电容电流反馈,通过电容电流观测器实现了电流内环最小拍控制,可实现系统的快速动态响应,解决了负载突增时电压跌落的问题。基于此又增加了外层重复控制,采用FIR数字滤波器替代传统二阶低通滤波器作为重复控制补偿器,不仅简化了设计过程而且提高了系统稳态精度和抗非线性负载扰动能力。试验结果表明该策略可兼具动态响应快、稳态波形精度高和鲁棒性强等特性,适用于交流稳压器等需要高性能电压输出控制的场合。     

基于重复控制400Hz逆变电源数字控制系统研究

针对400Hz逆变电源输出电压波形的畸变问题,采用了重复控制技术解决方案.并根据该控制自身存在的问题,引入了电压有效值外环和电容电流瞬时值内环控制.系统利用重复控制抑制非线性负载下的电压畸变,电流瞬时值反馈控制提高系统的动态响应性能,构成了新型多环控制系统.该控制系统的有效性已在三相6kVA逆变电源实验样机上得剑证实.实验结果表明,该方案可保证系统有较快的动态响应、较高的稳态精度和较小的输出电压谐波畸变率.     

基于状态反馈与重复控制的逆变器控制技术

针对PWM电压型逆变器提出了一种将带积分状态反馈与重复控制相结合的输出电压控制方案。状态反馈所需的变量为电容电压和电容电流。为避免采样、计算延时占用 PWM脉宽,以上反馈变量值均由状态观测器基于实测电容电压和负载电流值预测得到,使控制算法可以提前一拍进行,这样也避免了设置专门的电容电流传感器。由于积分控制的引入,改善了状态反馈控制的稳态精度,克服了早先提出的类似方案在加载时的电压跌落问题。居于控制系统最外层的重复控制器可以保证逆变器即使带非线性负载也能保持高度正弦的输出电压。实验表明该方案可同时实现高动态响应和高稳态波形精度,适用于UPS等需要高性能输出电压控制的场合。     

基于状态空间模型的双Buck逆变器复合控制

双Buck逆变器由于无桥臂直通、可靠性好等优点而被广泛应用,然而当负载突变时输出波形质量较差。在建立逆变器控制系统状态空间模型的基础上,引入了电流内环PI控制、电压外环重复控制的复合控制策略。其中,电流内环PI控制,可实现系统快速动态响应,解决负载突增输出电压跌落问题;电压外环重复控制提高系统稳态精度。相比传统PI双闭环控制,该复合控制策略下的系统可实现无静态误差,可有效提高控制精度及输出波形质量,增强抗负载突变扰动能力。仿真与实验结果验证了该方法的有效性及可行性。     

一种基于输入/输出反馈线性化的Boost型DC/DC变换器非线性控制方案

针对Boost型DC/DC变换器以电容电压作为输出时存在非线性和不稳定的零动态,从而导致系统带宽较窄、动态响应缓慢等问题,基于输入/输出反馈线性化提出一种新的非线性控制方案。这一控制方案采用以非线性控制的电感电流作为内环、具有PI控制的电容电压作为外环的串级结构。该方案既可以很好地解决以电容电压作为输出进行直接控制时所存在的不稳定零动态问题,又克服了单纯采用电感电流作为输出间接控制电容电压时易受电源波动和负载变化影响的不足。对自制的样机进行实验研究,结果表明,与传统的PI控制方案相比,该方案可以明显改善Boost型DC/DC变换器的诸如输出电压调节范围、稳态静差、动态调整时间等动、静态性能。     

基于STM32F405的低压大电流直流电源设计

根据某地面特种车辆车载装置需要低电压大电流输出直流电源的要求,介绍了一种基于移相全桥变换器,以STM32F405为控制核心的直流电源。针对低压大电流输出直流电源在空载情况下突加负载时输出电压有较大跌落的问题,根据稳态工作时负载电流和移相角的关系,对传统的电压电流双闭环控制策略进行改进。实验结果表明改进后的控制策略加快了系统的动态响应,有效地减小了突加负载时输出电压的跌落。     

电容电流瞬时值反馈控制逆变器的数字控制技术研究

采用电容电流反馈的双闭环瞬时值控制的逆变器具有输出波形正弦性好、动态响应快、输出外特性硬和稳态精度高等特点。该文基于状态观测器，对电容电流反馈瞬时值控制电路的数字实现方法进行研究，提出了基于电容电流反馈的解耦控制方法；设计了电流内环数字控制器，提出了一种电容电流采样时序，采用该采样时序可以真实反映电容电流开关周期内的电容电流平均值；提出了基于PWM逆变桥离散化模型的电容电流观测方法，可对电容电流做出准确观测，补偿数字控制器的采样延时和计算延时；提出了瞬时值电压控制外环的滤波方法，以提高输出电压的稳态精度。仿真和实验结果表明，该方案可以达到模拟电路实现双环控制的效果。     

基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制及参数设计方法

为解决采用传统电压电流双环控制的电压源型逆变器在负载投切时输出电压波动的问题,提出一种基于扰动观测器的负载电流前馈控制方法。将负载电流视为系统扰动,经扰动观测器观测后前馈至电压外环补偿器的输出端,从而抑制负载电流对输出电压的影响。在不需要增设额外电流传感器、信号传输与处理电路的情况下实现对负载电流的快速跟踪,进而提升系统的动态性能以及减小逆变器输出电压的稳态误差。基于控制系统快速响应能力和稳定性的要求,给出具备普适性和可移植性的控制参数设计方法。分析表明,与传统双环控制相比,该文提出的负载电流前馈控制方法对参数摄动的灵敏度更低,系统的鲁棒性更强。仿真和实验验证了所提控制策略及参数设计方法的可行性和有效性。     

基于双环控制的三相SVPWM逆变器研究

提出一种基于电压电流双环控制的三相SVPWM逆变器，分析了其两相同步旋转坐标系下的数学模型并由此构建了系统的电压电流控制器。为了提高系统的动态响应特性及抗扰能力，电压外环包含了负载电流前馈及输出滤波电容电流解耦，电流内环包含了输出电压前馈及输出滤波电感电压解耦。20kVA实验样机的实验结果表明，该逆变器具有良好的非线性负载能力。     

基于输出电压反馈的虚拟同步发电机多环控制策略

基于虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)控制的微网用储能逆变器广泛应用于分布式发电系统中,VSG输出电压的波形质量是衡量其性能的重要方面。为提高VSG的供电质量,提出了只采用输出电压反馈的多环控制策略。其中,输出电压一次微分反馈回路起到有源阻尼的作用,可有效地抑制LC滤波器的谐振;输出电压以及输出电流前馈解耦回路可使电流内环等效成一阶系统,从而提高系统的动态响应。在考虑系统控制延时的基础上,采用极点配置技术对电压与电流双环控制器参数进行设计。所提控制策略,在负载阶跃扰动情况下既能实现快速的动态响应,又能获得很好的稳态特性。仿真和实验结果都验证了该控制策略的可行性与有效性。     

直接电流控制的静止无功发生器的研究

分析了采用三相桥式电路的静止无功发生器(SVG)的运行原理.指出SVG发出纯容性无功功率时电容两端电压过高的原因及其解决的方法,采用了具有电压环和电流环的直接电流法控制SVG,针对电压环PI调节超调量容易过大的不足提出了PID控制,电流环采用PI调节,给出了参数的整合方法.通过MATLAB仿真给出了系统发出感性和容性无功时电流和电容两端电压的仿真波形,验证了系统的原理及设计思想.     

基于矢量控制的异步电动机节能运行的研究

针对异步电动机在轻载状态下运行效率低的问题,在以转子磁场定向的矢量控制系统中,建立了考虑铁损的异步电机的损耗模型。通过研究不同运行条件下电动机损耗和转子磁链的关系,采用了结合电机损耗模型和在线搜索的混合式节能控制方法,相比于单纯的损耗模型节能控制方法具有更好的高效性和鲁棒性。最后,通过仿真研究验证了此方法的正确性。     

基于加权交叉耦合的多电机同步控制研究

多电机同步控制系统是现代制造业中研究的核心内容之一。目前的多电机同步控制策略中,不同职能电机在重要性上的区别往往被忽略了。针对这一问题,在相邻交叉耦合控制策略的基础上,通过赋予电机不同权值,提出了加权交叉耦合的多电机同步控制策略与算法,并且进行了稳定性和有效性证明。最后,通过Simulink对研究结果进行仿真验证,结果表明该控制算法改善了多电机同步效果,提升了系统生产效率。     

倒立摆模糊控制系统研究

提出了一种利用模糊控制器进行倒立摆控制的方法,建立了倒立摆的数学模型,并进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方案可以得到较为满意的结果.     

并网逆变器内模和重复复合电流控制策略研究

综合分析了内模控制和重复控制的特点。根据其特点设计了内模和重复复合电流控制的并网逆变器。并进行了理论和仿真分析。结果表明,基于内模控制和重复控制相结合的复合并网电流控制策略具有良好的动态、稳态性能,能够消除周期性扰动的影响。     

基于滑模控制的TSMC-PMSM调速系统

设计了一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动的永磁同步电机(PMSM)滑模变结构直接转矩控制方案。该方案针对一般滑模控制器的抖振问题,设计了积分滑模面、符号函数平滑和变指数趋近律,并应用于PMSM转矩和磁链的控制,既克服了滞环直接转矩控制(DTC)转矩和磁链脉动大的不足,又解决了一般滑模控制器的抖振问题。采用DSP和FPGA开发了一套系统实验样机,给出了系统的软硬件设计方法,实验结果验证了系统设计的有效性,实现了系统高性能调速及网侧电能质量的优化。     

基于自动控制技术的变频调速控制系统

随着自动控制技术及变频调速技术的发展,将自动控制技术与变频调速技术结合起来应用,对于异步电机的调速控制具有重要意义.本文提出了一种基于西门子S7-300PLC和Sinamics S120变频驱动装置的变频调速方案,该方案能够实现异步电机全速度范围内的转速自动调节.在实验室中,搭建了小功率试验平台,经试验验证,该变频调速方案能够对异步电机的转速能够根据上位机下发的指令进行自动调节,实现了全自动调速控制,具有很高的工程应用价值.     

基于变目标控制的MMC-HVDC控制策略

针对现有柔性高压直流输电控制策略无法很好保证控制系统鲁棒性、稳定性和快速性的现状,提出了一种变目标控制策略,将控制目标值分解为多个小目标,使系统快速无超调地分步达到指定目标,并提出了加入变目标控制环节后MMC-HVDC控制系统PI参数的设置原则和变目标控制调节时间的设置方法。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建三端柔性直流输电系统模型进行仿真验证,结果表明设计的变目标控制策略能很好地解决调节速度和超调量之间的矛盾,并能扩大PI环节参数的选取范围,增强控制系统的鲁棒性和适应性。     

基于重复控制和滑模控制的APF电流控制方法

针对传统PI控制无法实现无静差跟踪控制和难以保证在负载突变或参考电压跳变时对直流侧电压进行快速精准控制,提出了一种基于重复控制和滑模变结构控制的APF电流控制方法。该方法在传统PI控制的基础上,融合了滑模变结构控制和重复控制的优点,将重复控制引入电流内环控制中,对APF输出电流进行快速跟踪控制,将滑模变结构控制引入电压外环控制中,对直流侧电压进行快速精准控制。仿真及实验结果证明了提出的电流控制方法相比于传统PI控制方法具有更高的谐波补偿精度及更快的动态响应速度。     

基于DSP-FPGA全数字控制的矢量控制系统

主要介绍了一种基于DSP和FPGA的全数字化感应电动机矢量控制系统,在分析系统总体设计方案的基础上,重点介绍了速度检测、电流采样和闭环调节器设计,并削述了控制系统的软件实现方法.通过对实际电机的控制试验结果表明,该控制系统具有优良的动静态性能和较好的控制效果,具有广阔的应用前景.