基于LCL滤波的电动汽车充放电控制策略及仿真分析

分析了3种典型的电动汽车充放电拓扑的优缺点，并针对基于LCL型滤波器的充放电拓扑电路，提出了一种基于双闭环控制策略的低纹波大功率充放电控制方法，即对动力电池电流采用变换器侧滤波电感电流为内环、动力电池电流为外环；对动力电池电压采用变换器侧滤波电感电流为内环、动力电池电压为外环的双闭环控制。设置了3个前馈控制器和2个限幅控制器，提高了充放电系统的稳定性和动态响应特性，实现了充放电控制过程中的低纹波限幅控制。搭建了三相LCL滤波的充放电系统仿真控制模型，仿真结果表明本文提出的双闭环控制方法能够实现不同充放电控制模式的无缝切换，电压和电流纹波控制在0.5%以内。     

一种LCL型三相并网逆变器的控制器设计方法

此处建立了LCL型三相光伏并网逆变器的数学模型,研究了基于反馈滤波电容电流内环和电网侧并网电流外环的双闭环控制策略,内环采用比例控制,外环采用比例积分控制。为提高逆变器系统的控制性能,提出了一种基于预期频率特性的双闭环控制器设计方法,能够更精确的设计控制器参数。仿真和样机实验结果均表明该控制器设计方法简单实用,可使带LCL滤波器的三相光伏并网逆变器系统稳定可靠的运行,并获得高质量的并网电流。     

基于飞轮储能系统的直流UPS控制方法研究

飞轮储能系统将能量以机械能的形式储存在高速旋转的飞轮转子中。与传统化学电池相比,飞轮储能系统优势明显,已获得了广泛的应用。为了解决电网电压对称跌落所带来的直流负载端电压暂降问题,给出了基于飞轮储能系统的直流UPS系统电路拓扑及控制方法。在电网电压正常时,飞轮电机采用速度外环、电流内环的双闭环控制策略加速充电或恒速待机;在电网电压发生对称跌落时,飞轮电机采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略减速放电。提出了电流内环控制器的零极点对消降阶设计方案,采用对称优化函数等效法设计了速度外环及电压外环控制器参数,并对设计的控制器进行了稳定性分析。通过Matlab/Simulink仿真对该控制方法进行了验证。结果表明,该控制方法及所设计的控制器参数能准确控制飞轮电机运行模式,稳定直流负载端电压,保护直流负载不受电网电压跌落的影响。     

长初级直线感应电动机时延补偿控制策略

长初级双边直线感应电动机采用电流内环与位置外环相结合的双闭环控制策略时,内外反馈环引入的时间延迟恶化了控制系统的性能.针对电流内环具有确定性时延,采用了传递函数有理化的分析方法,同时针对位置外环网络传输时延的不确定性,设计了基于网络状态估计的PID参数增益调度方法对时延进行补偿.利用Matlab/SIMULINK建立了...     

Z源逆变器的电压电流双闭环控制

提出了Z源逆变器的电压电流双闭环控制方法,分析了Z源逆变器控制系统的建模,并在此基础上设计了Z源逆变器双闭环控制系统的调节器.Z源逆变器双环控制的电流内环调节器采用比例环节,以提高内环的开环增益;电压外环调节器采用PID环节,以在系统稳定的条件下增加其带宽.由于Z源逆变器是三相三线制系统,所以在实现控制系统时引入了Clarke变换,从而实现了三相三线制的解耦.仿真和实验证明了Z源逆变器的电压电流双闭环控制方法的正确性.     

基于单神经元自适应PID控制的高压断路器永磁直线伺服电机操动机构的研究

高压断路器永磁直线伺服电机操动机构采用直线电机驱动断路器操作杆,带动机构运动,实现分合闸操作,具有良好的快速响应能力及控制性能.该伺服系统采用数字式双闭环控制,内环为电流环,采用PI控制,外环为速度环,采用单神经元自适应PID控制,通过建立直线伺服电机操动机构控制系统仿真模型,详细分析了单神经元自适应PID控制算法以及数学模型,并建立了以输出误差二次方为性能指标的单神经元自适应PID控制器模型.并分别用传统PID与单神经元PID控制算法,对高压断路器触头运动特性控制过程进行了仿真.结果表明,单神经元自适应PID控制器能够较好的实现触头速度的跟踪控制,使其按理想运动特性曲线运动,实现最优操作,该算法是一种较理想、有效的控制方法.     

一种应用于机载供电的新型两级三相PFC设计

为了满足机载供电系统的特性,采用降压型＋交错并联 Boost的两级拓扑.通过建立数学模型,分析了两级拓扑实现交流电压和电流同相位的控制方法,并采用输出电压外环与直流电流内环组合的双闭环控制策略.设计的两级降压型三相 PFC利用 PLECS仿真软件进行了仿真,验证了系统的可行性.最后设计完成了一款满足机载供电特性的电源模块样品.     

三相电压型PWM逆变器无电感参数控制策略研究

三相电压型PWM逆变器常采用基于电流前馈解耦的电压电流双闭环控制策略。采用该控制策略,电流内环控制器设计时包含交流侧电感值,当电感测量值出现误差时,系统将不能彻底解耦,会影响系统的控制性能。提出一种改进型电压电流双闭环控制策略,其中电流内环基于合成矢量的思想,实现在同步旋转d、q坐标系下三相电压型PWM逆变器无电感参数L的电流解耦控制,采用MATLAB/Simulink仿真验证了该方法的有效性。     

基于多PR控制的并网逆变器设计与参数整定

在LCL型三相并网逆变器的应用中,电流控制器的结构和参数对系统的性能和输出电流质量非常重要。采用电容电流内环、并网电流外环的双闭环控制策略,在并网电流外环中应用并联多谐振的PR控制器,达到无稳态误差跟踪并网电流基波,减小输出电流中谐波的目的。针对控制系统阶次高,参数设计复杂的问题,采用根轨迹理论分析了双闭环控制器参数对极点的影响,并在此基础上设计控制器参数,从而保证系统有较好的稳定性和动态性能。通过仿真验证了该控制策略和参数整定方法的有效性。     

光伏并网逆变器固定开关频率控制策略的研究

从三相光伏并网逆变器的拓扑结构及数学模型入手,对逆变器基于固定开关频率控制策略进行了详细的分析与阐述.结合坐标变换和电流解耦控制策略构建了逆变器直流电压、电流内环的双闭环控制结构,对双环控制器的取值给出了较为合理的参数,并结合TMS320LF2407处理器搭建了实验验证平台.通过逆变器输出电流波形及PWM输出波形的分析...     

车用PMSM的双闭环分数阶PID控制策略研究

纯电动汽车永磁同步电机(PMSM)控制系统是一种非线性、强耦合的复杂系统,为提高永磁同步电机的整体控制性能以及鲁棒性,文中提出了一种双闭环分数阶PID控制策略,分别对电流内环和速度外环进行相应的分数阶控制.通过建立电机的电流环模型进而得到整体系统的分数阶模型,设计出电流环以及速度环的分数阶PID控制器,并利用粒子群优化...     

DSTATCOM用于减缓电压跌落的双矢量控制器设计

利用叠加原理和等值电路模型,对并联型电压源换流器用于减缓电压跌落进行了理论分析;建立了采用LC滤波器的并联型补偿装置的数学模型,设计了同步旋转坐标系下的双矢量控制器,即外环电压控制器和内环电流控制器;借助PSCAD/EMTDC软件建立了系统的仿真模型,对配电静止同步补偿器(DSTATCOM)用于减缓电压跌落进行了仿真研究。针对不对称电压跌落,利用延迟信号抵消法提取电压和电流的正序及负序分量,采用正序和负序2组比例积分控制器分别对正序分量和负序分量进行闭环反馈控制,实现了对不平衡电压跌落的无静差补偿,并通过仿真分析进行了初步验证。     

动态电压恢复器数字矢量控制方法的性能分析及改进

动态电压调节器(dynamic voltage restorer,DVR)是解决暂态电能质量问题的有效手段。根据DVR在dq同步旋转坐标系下的状态空间模型,采用前向欧拉法和无差拍控制原理推导得出包含内环电流控制器和外环电压控制器的数字双矢量控制算法。利用闭环模型进行稳定性分析和频率响应分析,研究参数变化对数字控制系统的影响。为补偿数字控制系统的采样延迟和计算时间,采用状态观测器对输出电流进行预估,并反馈至内环矢量电流控制器。仿真结果表明算法具有良好的动态和静态性能。提出2种改进的双矢量控制算法,实现对不对称电压跌落的无差补偿,并通过仿真和实验进行初步验证。     

针对并网型飞轮储能系统的双电流闭环比例谐振控制

文章提出一种适用于飞轮储能系统并网的双电流闭环控制方法。在电网侧及飞轮侧控制系统中同时引入比例谐振控制器,避免了比例积分（proportional integral,PI）控制器跟踪正弦电流存在稳态误差的缺点,提高了系统的稳定性及电网电能质量。同时,采用电容电流内环反馈控制抑制LCL滤波器的谐振尖峰,提高进网功率因数。在充电阶段,电网侧变换器采用电压外环控制方式,飞轮侧变换器采用转速外环控制方式;在待机及并网运行阶段,电网侧变换器采用电网侧电流外环电容电流内环的控制策略,飞轮侧变换器采用直流母线电压外环电流内环的控制策略,以稳定直流母线电压。采用广义根轨迹法对电网侧控制器参数进行设计。搭建了飞轮储能系统并网控制模型,仿真结果验证了文章控制策略的有效性。     

三相VIENNA整流器双闭环控制策略及其参数研究

通过对VIENNA整流器基本原理分析,建立了d-q坐标系下的数学模型。由于系统具有强耦合、非线性的特点,利用前馈解耦控制策略实现对d、q轴的解耦控制。一方面,基于频域法对电流内环进行分析,借助MATLAB单输入-单输出SISO(single input-single output)设计工具,合理配置电流内环控制器零点位置与环路增益,实现对网侧电流快速性与稳定性的控制;另一方面,电压外环易受到负载电流影响,通过对外环控制器零点和环路增益优化配置,提高系统鲁棒性。此外,重点分析了在负载电流干扰的情况下影响电压外环控制器稳定性的成因。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真平台,验证了电流内环和电压外环控制器参数设计的正确性与合理性,使VIENNNA整流器双闭环控制系统具有良好的稳定性能和动态性能,并在负载波动的情况下,保持良好的控制效果。     

Discrete space vector modulation and optimized switching sequence model predictive control for three-level voltage source inverters

This paper proposes a discrete space vector modulation and optimized switching sequence model predictive controller for three-level neutral-point-clamped inverters in grid-connected applications. The proposed strategy is based on cascaded model predictive control (MPC) for controlling the grid current while maintaining the capacitor voltage balanced without weighting factor. To enhance the closed-loop performance, the external MPC evaluates 19 basic and 138 virtual vectors (VV) of the proposed space vector method. The optimal control voltage is then selected using an extended deadbeat method to reduce the execution time of the proposed control algorithm. By using the discrete space vector modulation principle, the VV are synthesized based on switching sequence (SS) and are divided into negative and positive SSs considering their impact on the neutral point (NP) potential. The inner MPC evaluates both types of SSs and selects the one that keeps the capacitor voltage balanced. Various controllers are evaluated and compared against the proposed control strategy. The results show that the proposed strategy improves performance without weighting factor, while maintaining a total harmonic distortion of current to be less than 2%. Compared to the modulated MPC which provides the same fxed switching frequency, the proposed controller reduces the computational burden by over 50% while also providing better NP voltage balance accuracy     

渐近辨识建模法在1000 MW火电机组脱硝控制系统优化中的应用

介绍了渐近辨识法在某1000 MW火电机组脱硝控制优化建模中的应用。在SCR(选择性催化还原)原常规PID闭环控制系统正常运行的情况下,采用ASYM(基于渐近辨识方法)通过在SCR装置的喷氨量指令上叠加测试信号,在不干扰SCR装置正常运行的前提下,辨识获取了高精度SCR控制模型,并以此为基础搭建MPC控制器,大大改进了SCR反应器出口NOX浓度的控制品质。     

基于模糊控制的三自由度直升机系统仿真研究

针对三自由度直升机系统的多变量、强耦合等特点,首先从俯仰、横侧、旋转通道分别建立3个通道的数学模型.而后对俯仰通道设计常规的PD控制器,对耦合的横侧和旋转通道设计以横侧轴为内回路的PID控制器.考虑到系统被控对象参数不确定等因素,以及PID控制器不能很好适应参数时变的因素,在常规PID控制参数下,设计模糊控制器.经仿真实验得出该方法克服了常规PID的不足,控制效果较为理想.     

采用IMC-PID增强超临界机组功率控制的鲁棒性

介绍了一种机组协调控制系统,其在汽轮机主控回路中采用基于闭环辨识模型的IMC-PID方法,采用该方法解决火电机组功率振荡的问题。该方法首先通过闭环回路的设定值阶跃扰动试验,对测取的试验数据进行频率响应特性辨识,估计闭环控制过程中的频率响应矩阵和变换函数矩阵,用最小二乘法计算得出被控对象的模型。然后基于辨识出的模型,通过使用内部模型控制(IMC)方法,设计出汽轮机主控回路的鲁棒 PID 控制器。火力发电厂现场实际应用表明:汽轮机主控采用IMC-PID 控制器后,具有较好的鲁棒性,能够较好地抵御各种电网的外扰及发电过程内扰的影响,避免机组功率振荡。     

数字式调压器的模糊PID控制器设计

针对飞机变频交流数字式调压系统非线性的特点,将模糊控制与PID控制相结合设计了调压器的控制算法并构造了多闭环反馈控制策略。介绍了模糊PID控制器的设计方法及建模过程,在Simulink中搭建了模糊PID控制的仿真模型,对该控制器在不同工况下的调压性能进行了仿真并与传统PID控制仿真结果对比分析,结果表明模糊PID控制下的调压器动稳态性能均优于传统PID控制。最后,基于双DSP硬件平台进行试验验证,并与某型飞机典型用电负载交联,试验结果证明了所设计控制器的正确性及有效性。