有源电力滤波器的PR+滞环电流控制策略研究

为有效解决传统滞环控制存在较大纹波和比例谐振(PR)控制器设计复杂的问题,对PR控制和滞环控制原理进行分析,提出了一种PR与滞环复合(PR+滞环)的电流环控制策略。该策略首先利用基于瞬时无功功率的ip-iq谐波检测法分离出谐波电流,然后通过电流环控制实现对谐波电流的补偿计算,最后控制双极型晶体管的通断对电网谐波电流进行补偿。在Matlab/Simulink下搭建有源电力滤波器仿真模型,将对比PR+滞环控制与传统的滞环控制的电网电流波形并进行频谱分析,发现电网电流波形毛刺明显减少,畸变率下降8. 79%。对比结果表明,在PR+滞环控制下的系统具有较高的动态性能和稳态性能,能快速跟踪补偿谐波电流,有效抑制电网电流畸变。     

混沌算法下电力滤波器定频滞环电流控制

针对传统电力滤波器定频滞环电流控制时受谐波影响较大,存在电流控制误差较大、电流补偿效果较差等问题,提出基于混沌算法的电力滤波器定频滞环电流控制.通过建立电力滤波器数学模型,利用有源滤波器中谐波检测电路,根据基尔霍夫电流一般定律,提取电力滤波器工作特征;分析混沌算法的基本原理,利用Logistic映射获取混沌序列粒子的参数取值,完成负载电流波动轨迹的追踪;通过单相定频方法,固定开关相位与标准脉冲信号相位差,考虑误差电流变化的补偿量,实现电力滤波器定频滞环电流控制.仿真测试结果表明,与传统方法相比,采用所提方法控制电力滤波器定频滞环电流的误差较小,补偿效果以及开关频率控制效果较好.     

基于静止无功发生器的三态滞环控制策略研究

为确保采用直接电流控制方式的静止无功发生器在准确快速补偿无功的同时降低开关频率和损耗,提出了三态滞环控制策略。分析了传统滞环控制策略和三态滞环控制策略的原理以及开关频率。仿真对比验证表明,三态滞环控制策略比传统滞环控制策略的开关频率低、动态损耗小,可以有效提高整个装置的运行效率。     

基于PSIM仿真的有源滤波器控制方式研究

电力有源滤波器控制技术中,针对传统PI控制方式不能完伞跟踪周期变化的参考电流这一问题,引入广义积分控制算法来降低系统的稳态误差,并利用PSIM进行了仿真验证.为提高系统的动态性能,提出将广义积分控制算法与改进的滞环控制有机结合,构成了一种新型复合型电流滞环控制方法,并通过仿真比较说明了方法的优越性.在实验中,为减小计算量.提出了广义积分迭代算法.验证了仿真分析结果和实验结果的一致性.所提方法具有计算量小、容易实现的特点,具有一定的实用价值.     

电流型并网逆变器的模糊滞环控制

为改善滞环控制应用在并网逆变器中会出现系统开关频率不固定的问题,提出一种将模糊控制器与滞环比较器相结合的控制方法。通过对并网逆变器的建模和滞环电流控制原理的分析,可知开关频率与滞环环宽之间的关系。以电网电压及指令电流的偏微分为输入变量建立模糊控制规则,经过一定的模糊运算输出滞环环宽,从而动态地控制环宽达到稳定频率的目的。该方法能有效地降低开关频率,减小电流谐波。仿真和实验结果证明了该方法对稳定滞环开关频率是有效的,尤其是在过零点与顶点处,同时能够改善谐波特性。     

矿用统一电能质量调节器控制策略研究

针对传统的矿用统一电能质量调节器在跟踪补偿电流和电压时存在开关损耗大、相间干扰严重和直流侧电压利用率低的问题,提出了一种基于空间电压矢量的恒频双滞环控制策略。通过跟踪分析单相电流、电压滞环得到固定开关频率时滞环宽度与网侧电压的函数关系,然后根据网侧电压的变化动态调节双滞环宽度,以保证开关频率的恒定,实现在跟踪补偿电流、电压的同时有效减小开关损耗;将恒频双滞环控制与空间电压矢量相结合,可以消除相间干扰,提高电压利用率,在保证电流响应速度的同时,减小电流谐波。仿真结果表明,在电压跌落和电流波形发生畸变时,采用该控制策略的电能质量调节器能够及时有效地对电网电压、电流进行补偿,补偿后的电压、电流谐波畸变率较低,保证了煤矿电网的安全运行。     

有源箝位谐振直流环节逆变器的控制策略研究

本文介绍了有源箝位谐振直流环节逆变器的工作原理,给出了此逆变器在谐振期间的等效电路及典型的工作波形。通过对其换流过程的分析,提出了采用谐振开关控制,箝位开关控制的电流滞环控制的调制方式的策略.它具有开关损耗小,负载性能好,失真度小等优点,可广泛应用于逆变的场合。本文设计了一台输出功率6kW,谐振频率500KHz的逆变器,仿真和实验结果证明了该控制策略的可行性。     

模糊控制理论在光伏并网逆变技术中的应用

目前,电流滞环控制广泛用于光伏并网逆变器的电流控制,基于恒定环宽的滞环控制技术中开关频率大范围变化给逆变器带来的缺陷,以及根据变环宽滞环电流控制技术中滞环和开关频率的补偿能力的关系。采用模糊控制理论,利用参考电流和误差电流来实现滞环宽度可调的方法,使开关频率的变化范围大大减小,仿真实验结果表明可调滞环宽比恒定滞环宽的控制效果更好。     

基于改进滞环电流控制策略的有源电力滤波器

分析了传统的有源电力滤波器补偿电流跟踪控制技术、固定环宽的滞环电流拉制原理及其不足之处、控制系统误差与滞环环宽之间的联系,给出了环宽与系统开关频率、母线电压、主电路电感等参数之间的关系式.对固定环宽的滞环比较控制方法所存在的在电流过零点和顶点处补偿能力的不足的问题,提出了一种变环宽的滞环电流控制方法,该方法能够降低了系...     

改进型有源滤波器滞环电流控制方法

并联有源滤波器的变环宽滞环电流控制方法可根据电流幅值的变化实时调整滞环宽度,在保证参考电流跟踪精度的前提下,有效控制了逆变器的开关频率。对传统的变环宽滞环电流控制方法进行改进:增加环宽微调环节,当逆变器开关频率较低时,给已计算出的环宽值加入一个负的微调量,使环宽值减小。Matlab仿真结果表明,采用改进型变环宽滞环电流控制方法对并联有源滤波器谐波电流进行跟踪补偿时,系统总谐波畸变率为1.80%,小于采用传统变环宽滞环电流控制方法时的总谐波畸变率,且逆变器实际开关频率更加接近设定值。     

Development and analysis of adaptive fuzzy controllers for photovoltaic system under varying atmospheric and partial shading condition

Control of power electronics converters used in PV system is very much essential for the efficient operation of the solar system. In this paper, a modified incremental conduction maximum power point tracking (MPPT) algorithm in conjunction with an adaptive fuzzy controller is proposed to control the DC–DC boost converter in the PV system under rapidly varying atmospheric and partial shading conditions. An adaptive hysteresis current controller is proposed to control the inverter. The proposed current controller provides constant switching frequency with less harmonic content compared with fixed hysteresis current control algorithm and sinusoidal PWM controller. The modeling and simulation of PV system along with the proposed controllers are done using MATLAB/SIMSCAPE software. Simulation results show that the proposed MPPT algorithm is faster in transient state and presents smoother signal with less fluctuations in steady state. The hardware implementation of proposed MPPT algorithm and inverter current control algorithms using Xilinx spartran-3 FPGA is also presented. The experimental results show satisfactory performance of the proposed approaches.     

High-speed and precision control of a piezoelectric positioner with hysteresis,resonance and disturbance compensation

A novel composite control strategy is developed in this paper to compensate hysteresis, resonance and disturbances in a piezo-actuated nanopositioner. The control objective of the piezoelectric positioner is to achieve high tracking performance in terms of accuracy and speed. For this purpose, a Bouc–Wen model based hysteresis compensator is first applied to mitigate the hysteresis nonlinearity without the complex inverse hysteresis calculation. And then, the linear dynamic of the hysteresis compensated system is identified and inverted to account for the resonance. A model-based inversion feed-forward controller is designed to achieve high speed tracking. Afterwards, a high-gain feedback controller is designed based on a notch filter to handle the modeling inaccuracy and all kinds of disturbances. So, the feed-forward controller can be augmented to the feedback controller to realize high speed and precision tracking. The enhancement of tracking performance is demonstrated through several comparative experiments. The performance of 70 Hz bandwidth and 0.281 μm precision can be achieved, which validated the effectiveness of the proposed composite control scheme.     

空间三关节机器人模糊积分滑模控制

研究提高关节机器人轨迹跟踪控制的性能,由于关节机器人运动中产生振动,影响系统的稳定性能。为解决上述问题,提出了一种反馈线性化的自适应模糊积分滑模控制方法。在上述方法的基础上,对机器人非线性动力学模型反馈线性化。为了进一步提高滑模控制的精度,设计了一种积分滑模面的滑模控制器,可以减弱积分滑模控制的抖振。通过设计一个模糊控制器,根据积分滑模面的大小自适应地调节积分滑模控制的切换部分,达到削弱抖振的目的。利用李亚普诺夫定理证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明,改进方法有效地提高了关节机器人跟踪控制性能。     

自适应PID切换控制在烧结自动配料系统中的应用

提出一个自适应控制器和一个传统PID控制器相互切换的控制方案,仿真结果表明,该算法辨识精度高,控制性能优、跟踪能力强,是一种简便有效的控制方法,同时该算法应用于烧结过程的自动化控制中,取得了较好的应用效果。     

Adaptive Maneuvering Frequency Method of Current Statistical Model

Current statistical model (CSM) has a good performance in maneuvering target tracking. However, the fixed maneuvering frequency will deteriorate the tracking results, such as a serious dynamic delay, a slowly converging speedy and a limited precision when using Kalman filter (KF) algorithm. In this study, a new current statistical model and a new Kalman filter are proposed to improve the performance of maneuvering target tracking. The new model which employs innovation dominated subjection function to adaptively adjust maneuvering frequency has a better performance in step maneuvering target tracking, while a fluctuant phenomenon appears. As far as this problem is concerned, a new adaptive fading Kalman filter is proposed as well. In the new Kalman filter, the prediction values are amended in time by setting judgment and amendment rules, so that tracking precision and fluctuant phenomenon of the new current statistical model are improved. The results of simulation indicate the effectiveness of the new algorithm and the practical guiding significance.      

一种新颖的基于颜色信息的粒子滤波器跟踪算法

传统的基于直方图的粒子滤波器算法常常需要在准确表达颜色分布和计算效率之间做出妥协,从而影响跟踪算法的性能甚至导致跟踪算法失败.针对这一问题,文中提出一种新颖的基于颜色信息的粒子滤波器跟踪算法.该算法采用自适应剖分颜色空间的概率模型,能够用较少的子空间准确地表达目标的颜色分布.文中进一步提出一种推广的积分图像,通过在该积分图像上进行数组索引操作得到每一个子空间的像素数目、均值向量和协方差矩阵,从而能够快速地计算出颜色模型.然而在CPU上计算积分图像十分耗时,为此文中提出一种基于GPU的并行算法快速计算积分图像.该并行算法在显卡的GPU上创建3个线程网格,分别顺序执行3个Kernel函数,依次完成创建原始积分图像以及对它的行和列执行前缀求和算法的任务.同传统的基于直方图的粒子滤波器算法相比,新算法每帧平均跟踪时间显著减少,同时跟踪准确性和鲁棒性都有较大提高.     

基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法

针对传统全球定位系统(GPS)接收机在高动态环境下跟踪性能不理想,提出一种基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法。利用锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的方式代替传统单一跟踪环路,通过卡尔曼(Kalman)滤波器对接收机各跟踪通道中频信号进行综合处理。根据多条跟踪通道的伪距和伪距率残差对系统状态参量进行综合估计,并搭建Kalman滤波器的状态方程和量测方程,给出了跟踪环路反馈量,与传统标量跟踪模式下的跟踪性能进行了对比。仿真结果表明,基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法进入稳态时间减小了100 ms,位置误差精度提高了5 m,速度误差精度提高了近3 m/s,在接收机用户快速运动的环境下,能够很好地处理高动态信号。     

变频电网三相有源电力滤波器重复控制策略

为了在变频环境下,提高三相并联型有源电力滤波器的电流跟踪性能和补偿效果,提出了一种基于并联通用内模,具有频率自适应性的复合重复控制策略.提出的并联通用内模能依据指令电流谐波成份的变化动态调节内模的补偿范围和延迟时间,并进一步将延迟时间缩短至同等补偿范围内模的一半,显著提高了重复控制器动态性能和适应能力.内模中由电网频率变化引起的分数阶延时环节,采用线性插值法近似,使基于并联通用内模的重复控制器具有频率自适应性.采用插入式结构设计了复合重复控制系统.详细分析了复合控制系统的稳定条件和收敛性.以飞机变频电网并联型有源电力滤波器系统为应用环境,将提出的复合重复控制策略与其他控制策略进行了对比.仿真和实验结果验证了提出的复合重复控制策略的有效性和优越性.     

经纬仪跟踪伺服系统中的动态高型控制的研究

为了在不影响系统动态特性的基础上提高传统PID控制的跟踪精度，提出采用高型控制方法设计Ⅱ型经纬仪跟踪伺服系统．根据经纬仪跟踪伺服系统的特点，采用动态高型控制方法进行动态跟踪调节，通过计算某时刻误差和误差变化率乘积的正负来确定积分环节的增减．动态高型控制方法使跟踪性能大大改善；不但提高了跟踪精度和速度，而且可适当增大积分常数而并不影响系统的稳定性，克服了传统积分作用导致积分饱和的缺点．仿真结果表明其跟踪效果和动态性能优于其他方法．