逆变电源PI双环数字控制技术研究

本文分析了正弦波逆变电源实际应用情况和数字控制的特点,提出了一种带输出电流前馈的PI双环(输出电压外环滤波电感电流内环)数字化控制方案,利用极点配置的方法设计控制系统参数,并根据实际系统模型设计了输出电压和电感电流的状态观测器,最后给出了各种实验条件下的实验波形.实验结果表明,该方案设计简单、实用,能很好地达到逆变电源输出的各项性能指标要求.     

基于观测器的混沌投影同步

研究一种基于状态观测器的混沌投影同步,得到驱动系统和响应系统对应变量成比例.该设计方案从系统稳定性出发,通过极点配置和设计驱动系统的状态观测器,得到控制器,实现了一类离散混沌系统的投影同步.在混沌控制过程,改变奴役系统的控制器使比例因子增大或减小.因此,根据需要可以任意改变比例因子,实现相空间自由地拉伸和收缩,这一特性在保密通信方面有一定的应用前景.通过对Henon混沌系统和超混沌广义Henon映射的数值仿真,表明理论分析的正确性.     

非线性系统大范围渐近稳定状态观测器设计

提出了一类化工过程中非线性系统大范围渐近稳定状态观测器的构造方法。通过配置极点选择时变状态反馈增益阵保证观测器的性能,使观测器能在大范围内稳定工作。其稳定性可由Lyaptmov理论得到证明,存在模型误差和噪声干扰时也有较好的鲁棒性。从工程应用的角度,提出了分区域配置矩阵的策略,大大减少了在线计算量。同时改进了算法,保证能在应用中正确离线计算。在CSPR仿真器上的应用结果证明了该方法的良好性能。     

基于状态观测器的逆变器数字双环控制技术研究

该文首先比较了逆变器模型与直流电机模型的相似性，提出逆变器的控制可以借鉴直流电机的双闭环控制方法。然后针对输出电压的交叉反馈作用，采用了控制对象的解耦，消除了输出电压对内环的影响，简化了问题。数字控制具有很多优点，但是它引入的采样延时和计算延时对系统的性能影响很大。为了提高控制的实时性和鲁棒性，建立了基于改进z变换的状态观测器和扰动观测器，合理设计其极点，可以得到无差拍观测器，并在此基础上实现内环电容电流的无差拍控制。考虑内环的快速性，外环可以采用简单的比例调节器，从而整个数字双环控制系统的设计非常简单。最后，实验证明这种方法可以保证良好静态和动态性能，在非线性负载下，也能得到良好的输出电压波形。     

带状态观测器无差拍控制技术在单相UPS中的应用

将带状态观测器的无差拍控制技术应用于不间断电源（UPS）的控制中,仿真和实验结果表明带状态观测器的无差拍控制技术能有效改善UPS系统的动态特性。     

基于状态观测器的中频逆变器双环控制方案

针对时间延迟对中频逆变器性能的影响,提出了一种基于状态观测器的双环控制方案,并在双环之外加入重复控制器.PI双环使系统具有快速的动态响应能力,重复控制环则提高了系统的稳态波形.最后,在一台采用DSP控制的中频逆变电源样机上得到的实验结果表明,该方案可以达到满意的稳态和动态效果.     

基于状态观测器的PWM整流器电流环无差拍控制技术

由零阶保持器及计算时间产生的控制延时是数字控制的固有缺点,将会导致系统振荡以至不稳定.传统电流状态观测器由于其本质是开环观测器,预测效果不甚理想.为补偿延时,一种基于新型状态观测器的方法被提出.该方法首先分析了一个开关周期内的电流变化情况,然后通过在一个开关周期的中间时刻采样获得新输出变量来校正观测误差,据此得到观测器从而预测下一开关周期电流值.此方法消除延时影响不仅使系统稳定,且对给定电流输入可取得无差拍响应.1kW的能量回馈型交流电子负载样机被用于验证该方法,样机采用25kHz的开关频率和TMS320F2812 DSP控制芯片,仿真和样机实验都验证了理论分析的正确性.     

基于速度信息观测的无轴承永磁同步电机悬浮解耦控制

无轴承永磁同步电机以转子位置信息为媒介实现解耦控制,整个算法复杂且依赖速度传感器.本文研究电机无传感器运行及解耦算法简化的方法.首先将传统扩张状态观测算法简化为线性形式.然后将二、三阶线性扩张状态观测器分别加入转矩和悬浮系统电流环和位移环,并定义电角速度与转矩d-q轴电流乘积以及转矩系统q轴磁链与悬浮d-q轴电流乘积为扰动项,利用观测器辨识转速信息及悬浮扰动力.接着对转速信息进行处理、对悬浮扰动力进行补偿从而实现无速度传感器运行并简化悬浮解耦算法.最后通过仿真验证所提控制策略能够实现电机无速度传感器运行,保证额定转速下稳定悬浮.     

基于状态观测器的电喷汽油机进气流量精确估计

在对进气管空气流量动态特性进行建模、参数辨识的基础上构建了稳态及瞬态进气状态观测器,用以对进气流量进行精确估计.MATLAB/Wave联合仿真结果表明,所构建的观测器能够准确及时地跟随实际进气量变化,进气压力观测值最大误差不超过±3 kPa,每循环进气量观测值最大误差不超过±0.01 g.将观测器应用于实际ECU控制器中,台架试验结果表明,空燃比控制误差稳态时保持在±3 %以内,瞬态时保持在±6 %以内,满足空燃比精确控制要求.