基于滑模变结构控制的Vienna整流器直接功率控制策略

由于三相Vienna整流器是非线性系统,采用传统线性控制难以达到良好的控制效果,为此根据整流器的非线性数学模型,提出了一种基于滑模变结构的功率环和电压环的双闭环非线性控制策略.详细论述了所提控制策略原理和设计过程,包括建立系统滑模变结构模型、选择滑模面和给出滑动模态可达到条件等.分析、仿真和试验了控制策略,仿真及试验结果表明了算法的有效性和可行性.     

基于中点电位平衡的三相Vienna整流器控制策略研究

针对传统控制策略中存在的问题,分析了Vienna整流器数学模型,提出了一种电压外环比例积分电流内环比例积分谐振(PIR)控制策略来改善系统性能,并介绍了中点电位平衡控制策略。将PI控制器与PR控制器组合成PIR控制器,该控制器同时具有PI控制器稳态性能良好以及PR控制器抑制交流谐波分量的特点。所提比例积分PIR控制具有无静差跟随交流信号、抑制输入侧电流谐波、直流侧电压稳定快且上下电容电压近乎相等等优点。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略优越性。     

基于滑模变结构控制的三相PWM整流器

在建立三相PWM整流器数学模型的基础上,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,设计了电压、电流双闭环控制系统。在内环电流的控制中,采用解耦方法对dq轴电流分别控制,为电流控制器设计了一种滑模变结构控制(SMVSC)方法。仿真实验表明:该控制方法设计简单,提高了PWM整流器的动态性能,而且较好地实现了电流的解耦控制,且使系统鲁棒性增强。     

基于占空比控制的Vienna整流器模型预测控制策略

以Vienna整流器为研究对象,针对传统有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)系统中存在的稳态功率脉动较大的问题,提出一种基于占空比控制的模型预测控制(duty-cycle-control-based model predictive...     

Vienna整流器滑模直接功率及中点电位平衡控制策略

根据Vienna整流器的工作原理,建立基于开关函数的功率数学模型,在此基础上设计新型滑模直接功率控制策略,详细推导该控制算法,并给出具体设计过程;另外针对Vienna整流器存在中点电位波动和传统空间矢量调制计算繁琐等问题,提出基于载波调制的等效空间矢量调制算法,通过在载波调制中加入零序分量来等效空间矢量调制策略,同时在零序分量中加入平衡因子来控制中点电位平衡。滑模直接功率算法与等效空间矢量调制技术相结合可以实现开关定频和中点电位平衡,同时降低开关损耗,使Vienna整流器工作在近似单位功率因数下。最后搭建实验平台进行实验验证,结果表明:基于新型滑模直接功率控制策略和等效空间矢量调制算法相结合的Vienna整流器具有较好的鲁棒性和动态性能。     

滑模PR控制的三相Vienna整流器

针对传统比例积分PI控制中响应速度慢、稳态性能差等问题,本文提出滑模比例谐振PR控制方法,其中电压外环采用滑模控制,电流内环采用PR控制。滑模控制提高直流侧电压的响应速度,PR控制改善交流侧电流正弦化程度。最后搭建Matlab/Simulink仿真及实验平台,验证文中所提滑模PR控制策略的有效性和可行性。仿真和实验结果证明滑模PR控制策略具有较好的鲁棒性和动态性能。     

带中点电位平衡控制的Vienna整流器滞环电流控制方法

针对三相三电平Vienna整流器存在的固有中点电压波动问题,提出将直流侧中点电压偏差引入滞环电流闭环控制中,通过调节指令电流的直流偏移量实现直流侧中点电压平衡控制。结合等效电路分析了Vienna整流器滞环电流工作原理,设计了电压外环控制器,并给出了滞环宽度和中性点补偿系数的选取依据。最后搭建了一台Vienna整流器样机对该方案进行了验证,实验结果验证了该方案的可行性。     

基于变环宽的Vienna整流器滞环控制研究

与传统的桥式电路相比,Vienna整流器由于具有同电平数下,开关应力低、体积小、低输入电流谐波,可靠性高等优良特性,在能量单向流动的高中等功率场合,特别在高压直流供电系统获得广泛应用。详细分析Vienna整流器工作机理的基础上,针对经典滞环控制策略开关频率不固定、网侧电流谐波大、电网电压抗扰性差等问题,引入电网电压加权的变环宽滞环策略,同时进一步针对Vienna整流系统直流侧中点电位不平衡问题,设计并采用了中点电位修正策略。为验证策略的正确性与可靠性,在理论分析基础上构建了完整的仿真模型与实验平台,仿真与实验结果表明设计有效减小了网侧电流畸变,同时可有效平衡中点电位。     

PWM整流器的模糊滑模变结构控制

结合滑模变结构控制与模糊控制两者的优点,提出了PWM整流器的模糊滑模变结构新型复合控制方案,使PWM整流器既具有变结构控制的良好鲁棒性,又能最大限度的减小抖振。文章给出了PWM整流器的数学模型,分析了PWM整流器的空间矢量脉宽调制的实现方法,着重探讨了模糊滑模变结构控制器的设计。实验结果表明,系统能保证有很高的功率因数和输入电流较好的正弦度;能适应负载的扰动和非线性变化;具有良好的动静态性能。     

《航空高压直流供电系统中三相Vienna整流器的控制策略研究》之二——基于模糊幂次趋近律的双闭环滑模控制策略研究

针对传统的幂次趋近律在远离滑模面时趋近速度较小的问题,提出了一种基于模糊幂次趋近律的双闭环滑模控制策略。通过建立模糊规则,使趋近律的幂次能够根据系统状态进行相应调节,保证了其在远离和接近滑模面时均能保持较高的趋近速度。通过对广义滑模条件和到达时间有界的证明,从理论上证明了该趋近律能够使系统在有限时间内到达参考值;在此基础上,将幂次趋近律应用到Vienna整流器的控制闭环中,内、外环分别采用了直接电流控制和输出电压控制,且为提高中点电位的调节能力,将上下电容电压值均作为输入量加入到外环控制器中;仿真和实验结果表明,相比传统的PI控制策略,该滑模控制策略具有更好的动态、稳态和鲁棒性能,中点电位调节能力也显著提高。     

基于滑模变结构矢量控制的异步电机调速

针对异步电机矢量控制系统因电机参数变化和负载波动等因素使调速性能变差的问题,在转差频率控制的异步电机矢量控制系统的基础上,用两个滑模变结构控制器代替传统的PI控制器分别控制d轴和q轴的电流,并采用电压空间矢量技术来调节电机的输入电压,达到调速的目的。仿真结果说明,所提的控制方式与传统的PI控制方式相比较,具有响应速度快、控制精度高,对负载波动和电机参数变化具有较强的鲁棒性。     

基于滑模变结构矢量控制的异步电机调速

针对异步电机矢量控制系统因电机参数变化和负载波动等因素使调速性能变差的问题,在转差频率控制的异步电机矢量控制系统的基础上,用两个滑模变结构控制器代替传统的PI控制器分别控制d轴和q轴的电流,并采用电压空间矢量技术来调节电机的输入电压,达到调速的目的。仿真结果说明,所提的控制方式与传统的PI控制方式相比较,具有响应速度快、控制精度高,对负载波动和电机参数变化具有较强的鲁棒性。     

基于非线性积分滑模变结构控制三相VSR的研究

为了提高三相电压型PWM整流器(VSR)对系统参数变化及负载扰动的能力,在传统积分滑模的基础上,提出非线性积分滑模变结构控制策略。该控制策略含有误差和误差积分项,减小稳态误差和抖振的同时又能提高系统的鲁棒性,并在此基础上对积分项进行削弱,防止积分饱和效应(windup)带来超调过大及响应时间过长的问题。采用指数趋近律,提高滑模面上的运动品质,以进一步削弱抖振效应。最后仿真结果表明,非线性积分滑模变结构控制策略与传统积分滑模、双闭环PI相比,该方法使系统具有超调小和更好的抗扰性、跟踪能力。     

基于多滑模变结构控制的三相PWM整流器非线性控制

针对三相PWM整流器的非线性特点,并进一步改善系统的起动响应、稳态特性及动态特性,提出一种输入、输出反馈线性化控制与滑模变结构控制相结合的多滑模变结构控制策略。电压外环采用基于指数趋近律的滑模变结构控制策略,确保输出电压稳定并给电流内环提供参考指令电流。在建立三相PWM整流器两输入、两输出仿射非线性模型的基础上,对电流内环进行线性化处理,并利用滑模变结构控制理论设计了电流内环控制器。为了验证系统的可行性,在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,并搭建了15k W的实验样机。仿真与实验结果验证了控制方案的正确性,利用所提控制方案设计的整流器具有系统动态特性好、鲁棒性强和抗干扰能力强等优点,同时也克服了输入、输出反馈线性化需要精确数学模型的缺点。     

基于滑模变结构控制的PMSM矢量控制的研究

结合PMSM的矢量控制技术,简要分析了SVPWM的算法,并介绍了MATLAB下建立其仿真模型的方法。讲述了滑模变结构控制的原理,提出了用于PMSM速度控制的滑模控制调节器,并给出了详细的设计方法。建立了系统的仿真模型,仿真结果表明,采用滑模变结构控制器使系统具有较快响应速度、较好的抗干扰能力和鲁棒性。     

基于切换函数超前补偿的滑模变结构控制

本文分析了计算机滑模变结构控制系统采样周期和计算时间的存在所导致的颤振现象，提出了一种削弱其颤振幅值的方法——切换函数超前补偿法。理论分析和仿真结果均表明了这种方法的有效性和可行性。     

级联H桥整流电路电压滑模控制策略

针对级联H桥整流器的非线性和非最小相位系统特性,通过分析单相两级联H桥整流器的拓扑结构,对级联多电平整流器直流侧电压的平衡和动态性能方面的问题进行了研究。采用滑模控制理论,通过选取合适的切换面使系统状态轨迹在设定的滑模面上运动,从而提高系统直流侧电压的响应速度和系统的动态性能指标。搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型和基于RT-lab的半实物实时仿真实验平台,仿真和实验验证了该控制算法的可行性和有效性。     

模糊滑模变结构控制在伺服系统中的应用

继电器型变结构控制是伺服电机中普遍采用的控制方式,但由于位置滞后和惯性的存在,总会伴随着抖动现象.文章分析产生抖动的原因,并在此基础上提出了改善伺服电机继电器的模糊控制策略,在继电器空间滞后区改变控制作用时间的大小,在靠近平衡点附近引入自由运动.理论分析和仿真结果都验证了控制算法的有效性.     

基于滑模变结构的异步电机矢量控制及DSP实现

扰动或负载的加入对异步电机矢量控制系统会产生影响,使系统性能变差.提出了一种新的方法,介绍了基于滑模变结构的异步电机矢量控制,对滑模变结构电流控制器进行了设计并选取合适的控制参数.实验与仿真结果表明,滑模变结构控制(Sliding Mode Variable Structure Control,简称SMVSC)的异步电机矢量控制系统动静态特性良好,具有较强的鲁棒性能.