电磁搅拌用两相正交逆变电源的控制方法研究

为了提高钢铁连铸冶炼的品质以及电源自身的性能,研究一种前级脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流、后级三桥臂逆变的电磁搅拌用两相正交逆变电源的拓扑结构。根据电源装置的前后级能量平衡数学模型,分析推导直流侧电压二次纹波。然后,提出一种PWM整流器的综合控制方法,有效提高PWM整流器的工作性能,并抑制直流侧电压二次纹波引起的谐波电流。针对后级三桥臂两相正交逆变器,通过分析其数学模型,提出一种输出电流的前馈+反馈复合跟踪控制方法,能有效结合前馈控制的快速跟踪性能和反馈控制的闭环跟踪性能,提高装置的动态跟踪性能,以满足电磁搅拌器频繁正反转交替的要求。最后,通过仿真和实验验证了所提控制方法的正确性。     

适应于直流新能源/储能接入的三电平Buck-Boost变换器建模及控制器设计

为实现大功率直流新能源/储能系统的接入,以一种级联同相三电平Buck-Boost变换器为研究对象,该拓扑可在宽电压波动范围内可升、可降,能适应大功率、宽范围电压的直流新能源/储能的接入和变换。首先,对级联同相三电平Buck-Boost变换器的工作原理进行分析,基于储能充放电控制均存在Buck模态和Boost模态2种工作模式,分别推导级联三电平Buck-Boost变换器的小信号平均模型,其次,考虑到中点电压平衡问题,分析占空比差值ΔD对系统的影响,并通过Bode图,得出ΔD只对Boost模式低频段时影响较大,而对Buck模式和Boost模式高频段影响不大。然后,根据系统的小信号模型,对控制器进行设计,对比了传统控制器与TypeⅢ控制器的差异,得出TypeⅢ控制器有更大的控制带宽及稳定性。最后,通过仿真验证2种控制器的效果及特性。     

混合有源电力滤波器的新型电流迭代学习控制

混合有源电力滤波器可以动态抑制电网谐波电流和补偿容性无功功率,改善电网电能质量。针对传统PI型迭代学习控制算法在并联有源电力滤波器应用中的不足,算法收敛性严重依赖于学习控制的初始输入,迭代学习控制器的参数是定常值,会影响有源滤波系统的控制性能。本文提出一种新型PI迭代学习控制算法,将其应用于混合有源电力滤波器系统的电流反馈控制中,得到了应用迭代算法的收敛性条件,并采用一种改进的Ziegler-Nichols方法对控制器参数进行了优化,以提高系统的控制精度。为了提高系统的动态响应性能,提出一种谐波电流误差的反馈-前馈控制策略,其中电流误差信号的D型前馈控制环节用于实现滤波器系统的电流快速补偿,同时利用一个三层BP神经网络对前馈控制增益进行优化。仿真和实验结果证明了该迭代算法及控制策略的可行性与有效性。     

角形链式SVG零序环流推导及电流指令获取

在已知线电流负序分量的前提下,对角形链式静止无功发生器(SVG)零序环流进行了推导,进而提出基于瞬时功率理论的零序环流计算方法。针对角形链式SVG相电流指令信号获取难题,提出一种由零序环流与线电流指令叠加产生相电流指令的方法,所需零序环流和线电流指令根据瞬时功率理论分别计算获得。该方法可与现有的单相链式SVG控制策略结合,实现角形链式SVG综合补偿功能。在PSIM仿真环境下搭建了链式SVG仿真模型,仿真结果表明,采用所提相电流指令获取方法可实现角形链式SVG综合补偿功能,且在负载变化时具有较快的响应速度。     

一种铁路功率调节器的样机设计

分析了铁路功率调节器(Railway Static Power Conditioner,简称RPC)的基本结构和补偿原理,提出一种RPC的样机设计方法.控制系统采用基于TMS320F2812的数字控制器,集成了DSP,SRAM,EEPROM,A/D,PWM等模块,硬件部分设计采样电路和硬件死区延时模块.控制器软件分为主...     

一种基于延时补偿的电流跟踪控制新方法

提出一种基于π补偿Smith预估器和算法改进型神经网络的电流跟踪控制方案。π补偿预估器的引入有效地补偿了系统控制中的延时,提高了系统的稳定性能和响应速度;算法改进型神经网络用于优化PI控制器的参数,以提高系统的补偿精度。同时,利用ITAE准则给出π补偿预估器参数与PI控制器参数间的数学关系式。通过算法改进型神经网络可以同时优化两个控制器的参数,避免了将PI控制器参数与预估器参数分开独立识别的局面,并降低了PI控制器和π补偿Smith预估器对电网参数的敏感依赖性。当电网负载发生变化时,能够利用改进的神经网络算法实时地寻求到最优的控制器参数,达到理想的控制效果。仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

一种新颖的铁路静止功率调节器双环控制方法

为治理由电力机车而引起的牵引供电系统的负序、谐波等电能质量问题,研究了一种先进的铁路静止功率调节器,同时为了改善功率调节器的治理效果与控制性能,本文构建了一种新颖的电压电流双环控制框图。考虑到内环电流跟踪的重要性,提出了一种基于递推积分的双滞环复合控制方法,有机结合了两种控制方法的特性,实现了两种控制方法的优缺点互补,提高了电流跟踪的速度和精度。为了稳定直流侧电压以保证调节器的正常稳定工作,根据功率调节器的结构和能量平衡原理,提出了一种直流侧电压的复合准PI控制方法,从而实现了对电压的平滑、稳定控制。最后,通过仿真和实验验证了本文所提出的控制方法的正确性,有效地改善了牵引网的电能质量问题。     

模块化多电平交交变频电源负序补偿控制方法

为了满足高压场合的需求,研究了一种具有负序补偿功能的模块化多电平交交变频电源(MMC-VFPS)。对于负载不平衡造成电网电流存在负序分量,在MMC-VFPS电路满足高压大功率负载供电的前提下,提出了基于该电路拓扑实现负序补偿的模型预测控制方法。根据MMCVFPS电路的拓扑结构建立数学模型,得到了简化等效电路。在此基础上,采用上、下桥臂状态寻优策略的预测控制方法,利用电压排序策略并通过修正输入电流指令和环流指令既满足了负载需求又实现了负序补偿,通过仿真验证了该拓扑结构用于负序补偿和控制策略的有效性。     

LC串联式脉宽调制整流器及其电流迭代控制方法

针对非线性负载引起的无功功率和谐波电流问题,研究了一种电感—电容(LC)串联式脉宽调制(PWM)整流器及其电流迭代学习控制方法,使三相PWM整流系统不仅能够整流输出能量供给负载,而且能补偿非线性负载产生的无功功率和谐波电流,实现PWM整流功能和功率补偿功能的有效集成。该整流器采用一种LC串联滤波,使电容承担大部分电网基波电压,整流器可直接连接电网,降低装置成本。为克服LC串联式滤波器的电容惯性阻尼作用,采用一种迭代学习算法的电流无差拍控制,并结合输出电流前馈控制和反馈控制的特性,有效提高控制系统的响应速度和控制精度,并推导了算法收敛的条件。仿真和实验结果证明了所提结构和控制方法的正确性和有效性。     

多电平铁路功率调节器的无源控制方法

为了治理铁路系统的电能质量问题,研究了一种多电平铁路功率调节器(MRPC),其采用多电平级联型H桥链,只需要通过一个隔离变压器与牵引供电臂连接。若采用同相供电方式,MRPC可直接与牵引供电臂连接,不再需要隔离变压器。根据MRPC的拓扑结构推出了其等效电路图,并对其进行了数学建模。在此基础上,通过Park(αβ/dq)变换建立了dq坐标系下的欧拉—拉格朗日(EL)模型,分析了系统的无源性,提出了一种无源性控制方法,并设计了无源控制器。仿真和实验结果表明,该控制方法能提高MRPC对控制参数扰动的鲁棒性,改善牵引网电能质量。