扰动观测法控制MPPT系统运动特性分析

扰动观测法是光伏系统MPPT算法中最常用的追踪算法.为了准确实现扰动观测法的追踪效果,该文基于扰动观测法等同于分段恒压控制的思想,推导了扰动观测法控制的调整时间公式,分析了扰动观测法控制MPPT系统工作点在光强突变时的运动特性,提出了"错误保持"、"正确保持"、"判断错误"和"判断正确"四个概念,总结了扰动观测法控制MPPT系统工作点的十二种运动情形及其动态效果,仿真结果和实验结果验证了四种典型运动情形.以此十二种运动情形为依据提出了一种对等评价不同扰动观测法控制性能优劣的评判方法,并应用该方法研究固定步长和变步长的暂态性能,结果表明,当判断错误时,变步长控制的动态性能比定步长的更差.该文研究结果有助于改善干扰控制法的动态性能.     

阻增量光伏动态模型研究

建立精确太阳能电池模型是最大功率跟踪系统的数字仿真和优化设计的关键。针对简化的四参数光伏模型(Iph、Io、Rs、C),分析了其开路方程、短路方程和峰值方程,推导了阻增量方程,并结合太阳能电池生产厂家提供的在标准测试条件下的4个电气参数(Isc,Voc,Im,Vm)算得简化模型的四参数,建立了阻增量光伏模型,提出可随温度光强变化的光伏电池动态模型,推导了最大功率点动态模型。与常用模型对比研究说明新模型结构更简单、精确度更高。仿真和实验结果表明阻增量光伏模型的正确性和可行性,可作为理论分析和工程设计中的通用光伏模型。     

微处理器VRM的滑模控制技术研究

为了改善微处理器VRM(电压调节模块)输出电压的动态响应特性和稳态纹波及精度,简化VRM滑模控制器的设计过程,通过深入研究滑模控制VRM的相关文献,全面评述了VRM的滑模控制技术应用及研究,重点分析了系统抖振削弱,稳态误差减小或消除、瞬态响应速度提高、开关频率的固定和降低、切换面的构造和滑模系数的选取方法以及滑模控制器设计方法的研究现状和取得的研究成果.实验分析结果表明,滑模控制器是最适合电压调节模块的控制器,VRM未来的工作重点是滑模控制器的设计与实现.     

温度对碳纤维复合材料与金属间电偶腐蚀电流的影响

研究了温度对T700碳纤维复合材料(CFRP)与不锈钢和6061铝合金之间的电偶腐蚀的影响,以及电偶腐蚀电流及其腐蚀速率对材料表面形貌的影响。结果表明:CFRP与6061铝合金在氯化钠(NaCl)电解质溶液体系中会发生电偶腐蚀,而CFRP与不锈钢在NaCl电解质溶液体系中则会发生较小的电偶腐蚀;随着温度的增加,CFRP与6061铝合金发生的电偶腐蚀电流、平均电偶腐蚀速率相应增大,表面腐蚀现象更加严重;在NaCl电解质溶液体系中电偶腐蚀作用对CFRP影响不大,CFRP基本没有受到腐蚀。     

超快速加载Buck变换器设计

为了提高VRM的加载响应速度,该文分析了传统Buck变换器的最优加载过程,并基于传统Buck变换器提出了双输入Buck变换器电路方案,说明了其稳态工作过程和加载运行过程,以最优加载阈值为依据给出了附加电源的切换条件,并做了仿真对比研究.仿真和试验结果表明双输入Buck变换器较传统Buck变换器具有更快加载响应速度和更小输出电压跌落,且结构简单,易于设计和实现,适用于VRM主电路.     

准滑模控制开关DC-DC变换器分析

准滑模控制的滑模系数和边界层的选取因缺乏明确的关系式而难以确定，该文以相变量系统模型为基础，详细分析了准滑模控制方法的特性和在Buck变换器控制中的应用；研究了准滑模控制的边界层、滑模系数、准滑动模态区相互之间的定量数学关系，所获得的研究结果可以指导我们有效的选取滑模系数和边界层厚度。计算机仿真和实验结果表明准滑模控制器可以获得更加平滑的占空比，有利于减小输出电压的纹波，抑制系统抖振。     

基于最优负载瞬态特性的单相全桥逆变器解耦设计

针对单相全桥工频逆变器设计过程欠缺规范的问题,该文提出了一种以动态设计指标为条件解耦设计主电路滤波参数和控制器参数的公式化分步设计法.以阻性负载跃变量为条件,分析了单相全桥工频逆变器在两种极端情况下的最优负载瞬态响应过程,推导了最优负载瞬态特性关于滤波参数的数学表达式,并给出了表达式适用范围-输出电压跌落量低于10%,且结合逆变器的动态设计指标提出了一种滤波器参数设计方法,再以滑模控制为例,结合动态设计指标给出了一种滑模控制器设计方法.仿真实验结果验证了最优负载瞬态响应过程的存在性,最优负载瞬态特性表达式的正确性和有效性,也验证了解耦设计法的正确性和有效性.该解耦设计法具有良好的理论价值和工程价值.     

CFRP表面的激光处理及其结构与性能研究

采用光纤激光器对碳纤维复合材料(CFRP)表面进行处理,通过研究激光的光斑直径(D_g)和Z轴距离(L_Z)的关系,研究了L_Z对CFRP表面形貌、结构,以及对CFRP与铝合金单搭接接头胶接拉伸剪切强度(τ)的影响。结果表明:L_Z为5～25 mm时,随着L_Z的增加,D_g增大;L_Z为20 mm时,激光处理后的CFRP表面的环氧树脂基本去除,碳纤维几乎没有被破坏,排列仍然规整,环氧树脂去除的效果较好,且其表面烧蚀率最大为7.6 g/s,CFRP与铝合金单搭接接头的τ最大为15.46 MPa。     

一种离散全局滑模控制Buck变换器设计

为了保持离散指数趋近律法设计的全局滑模控制系统的良好瞬态特性,削弱全局滑模控制系统的抖振,简化离散全局滑模控制律结构和设计,提出了一种结构更简单的离散全局衰减律.理论分析了离散全局衰减律下准全局滑动模态的收敛性和稳态特性,给出了全局衰减控制律的设计方法.仿真研究了离散全局衰减律用于离散全局滑模控制Buck变换器设计的正确性和有效性.仿真结果表明,全局衰减律适用于离散全局滑模控制,削弱了系统抖振.离散全局衰减控制Buck变换器较离散指数趋近控制具有更小输出电压纹波.     

制受限滑模控制工频全桥逆变器分析

该文针对滑模控制单相全桥工频逆变器滑模系数选取困难的问题,基于滑模控制理论建立了单相全桥逆变系统的相变量模型,根据控制受限思想和滑动模态存在条件推导了滑模域与负载电阻和滑模系数之间的数学关系,深入分析了滑模域边界与滑模系数、负载电阻和负载跃变幅度的关系,提出了选取滑模系数的基本原则.基于逆变器加载系统轨线,结合滑模域右边界条件和逆变器期望动态设计指标,给出了一个计算滑模系数的公式,随后给出了切换系数的选取方法,并总结了基于滞环调制的滑模控制器的设计方法.仿真试验采用该方法设计了滑模控制器,结果验证了该设计方法的正确性和有效性.此法操作简便且易于掌握,具有较好理论参考价值和工程推广价值.