基于模型预测的三电平PWM变流器直接功率控制

为了满足脉宽调制型变流器功率响应速度快以及绝缘栅双极型晶体管开关频率恒定等要求,提出了基于模型预测的直接功率控制策略用于三电平PWM变流器。该控制策略采用电压外环、功率内环的双闭环控制,外环省略了锁相环环节,简化了控制系统结构;内环无需PI调节器,参数设计简单,响应速度快。利用MATLAB/SIMULINK仿真平台搭建了三电平中性点箝位型PWM变流器模型,对比分析了提出的控制策略与传统PI控制的效果。仿真结果表明,新的控制策略有效降低了交流侧电流总谐波失真率,提高了交流侧功率因数,具有良好的动态和稳态性能。     

内置式永磁同步电机转子初始位置检测方法

内置式永磁同步电机(IPMSM)转子磁极初始位置检测准确度对电机启动性能的影响非常关键。在推导高频旋转电压注入法正序、负序响应电流基础上,提出一种利用两路新型跟踪微分器(NTD)输出信号相位差求解转子磁极初始位置的新方法。该方法无需PI调节器或龙贝格观测器,仅涉及母线电压、高频信号电角度及交、直轴电感4个参数。实验结果表明该方法可使转子磁极初始位置在4 ms内收敛到真实值附近,最大估计误差0.082 rad。     

有源功率因数校正技术在工作电路中的实现

功率因数校正(PFC)技术对改善电子设备的功率因数,减少谐波对电路干扰的有效方法。限制离线系统的输入电流谐波、这种提高电路功率因数的技术措施,称作功率因数校正。功率因数校正由有源和无源两种类型组成。有源功率因数校正技术比无源功率因数校正技术特别是在电路工作稳定性和电路工作特性等方面的相关技术指标要好。本文将对有源功率因数校正的实现进行阐述。     

模块化能馈型直流模拟负载单元设计

针对能量回馈电网型(能馈型)直流负载多样化的负载测试需求,提出基于交错并联Boost的模拟负载单元模块化设计方案,设计电流均值跟踪和电流峰值保护两者兼备的信号调理电路,研究基于逐个周期电流峰值限制的负载模拟双环控制策略。通过建立单个模拟负载模块电流控制的小信号模型,得到模拟负载模块输入电流的传递函数,并基于小信号模型设计PI调节器,改善模拟负载模块的性能。仿真与实验结果表明:模拟负载模块在启动后12 ms即可进入稳定工作状态,并且能在0.21μs内完成过流保护动作,恒流模式下负载模拟相对误差绝对值为3.602%。与目前市场产品相比,该方案动态响应快,精度高,更加稳定安全。     

基于STM32的频率和功率可调非接触供电超声电源设计

为解决接触式供电中漏电、磨损、电能传输不良以及超声电源在加工中谐振频率漂移、跟踪速度慢、输出功率不稳定等问题,文章以STM32单片机作为主控系统,设计了一种频率和功率可调的非接触供电超声电源。根据采样反馈电路采集的电压电流相位差和有效值信号,采用锁相环和模糊比例积分(Proportional Integral, PI)控制相结合的方法对频率进行跟踪,并用传统 PI 控制法控制输出功率。在 Matlab 软件中搭建电源仿真模型,利用附加电阻、附加电感和附加电容模拟加工过程中负载参数的突变,对有频率调节和功率控制子系统以及没有子系统的电源模型分别进行仿真。仿真结果表明,电源输出功率稳定在 248 W。当负载参数发生改变时,电源的谐振频率发生漂移,经过频率自动跟踪子系统的调节后,电源在 0.01 s 后重新回到谐振状态。此控制算法实现了频率快速跟踪和功率控制。     

基于Pinsky-Rinzel模型癫痫状态的估计与闭环混合控制

癫痫是一种大脑神经元异常同步放电的神经系统疾病,其放电与神经细胞外离子浓度及神经元内部耦合强度等关键参数有关.本文通过无迹卡尔曼滤波器(UKF)实现Pinsky-Rinzel(PR)模型的关键参数估计,提出一种延时反馈与比例-积分(PI)控制相结合的混合控制,实现PR模型的放电模式转换,消除神经元癫痫放电状态.采用数值仿真进行分析,证明所提出的混合控制方法能够输出较小的刺激电流,快速实现癫痫状态的转换.     

三相电压型整流器控制策略研究与仿真

本文在建立VSR的数学模型和dq模型基础上分析了三相电压型PWM整流器的工作原理,分别设计了基于旋转坐标系电流解耦的双闭环PI调节器的参数,利用一种简化的SVPWM算法,在Matlab／simulink下搭建了整个系统的模型并进行了仿真,仿真结果表明系统能够运行在单位功率因数状态,验证了控制策略的准确性。     

含规模化风电并网的负荷频率云PI控制策略研究

针对规模化风电并网对系统调频造成的不确定性问题,提出了一种计及风电不确定性的云模型负荷频率控制策略。首先将风电出力作为扰动信号,与联络线功率偏差组成的区域控制偏差作为负荷频率控制器的输入量,根据云模型规则发生器建立了具有不确定性映射关系的云（比例-积分,PI）负荷频率控制器。以含有风电的三区域互联电网为例,通过某区域电网实测运行数据仿真分析表明,所建立的云PI控制器能够较好地跟踪风电功率波动,具有较强的抗干扰性。所提方法不仅满足了风电接入对电网调频的要求,而且控制效果明显优于传统PI控制器。     

基于ITD与稀疏编码收缩的滚动轴承故障特征提取方法

针对滚动轴承早期故障信号具有周期性冲击的特点和被强噪声淹没而难以提取的问题,提出了一种基于固有时间尺度分解(Intrinsic Time Scale Decomposition,ITD)与稀疏编码收缩(Sparse Coding Shrinkage,SCS)集成的轴承故障特征提取方法(命名为ITD-SCS)。ITD能自适应地将振动信号分解成若干固有旋转分量(Proper Rotation,PR),选择有效的PR分量突显信号的冲击特征。进一步采用奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)对每一有效PR实施滤噪作为SCS的前置滤噪单元以提高信号的稀疏性。最后,通过SCS利用极大似然估计方法提取合成信号中的冲击特征。将ITD-SCS应用于轴承内圈故障仿真信号和外圈实际故障振动信号的实验结果表明,ITD-SCS能有效提取强背景噪声下的轴承故障信号的冲击特征。     

LCL型单相并网逆变器的控制策略分析与优化

针对LCL型滤波器在谐振频率处存在的谐振尖峰问题,本文提出了一种基于电容电流反馈的有源阻尼策略来抑制谐振尖峰。对于并网电流的控制,本文采用了PI调节器。首先,基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型单相并网逆变器建立了数学模型,并分析了电容电流反馈系数和PI调节器参数对系统环路的影响。其次,根据相位裕度和幅值裕度确定电容电流反馈系数和PI调节器参数,从而提高了系统的稳定性和鲁棒性。最后,通过1 kW试验样机验证了理论的可行性。     

PI参数自动寻优控制器设计

针对传统比例-积分-微分(PID)控制器参数整定困难的问题,提出一种新型比例-积分(PI)参数自动寻优控制器(SPO).先确定PI参数的取值范围,按一定取值间距建立PI参数的查找表;针对反馈跟踪控制的3个性能指标,包括上升时间、超调量和稳态误差,分别根据查找表的参数进行轮询式测试,建立3个独立的性能评价数据库;根据满意度函数映射和自动规则产生算法,将3个评价数据库分别用函数表示;为了综合考虑3个性能指标,使系统控制的整体性能达到最佳,引入了价格函数;最后通过基于层截面颗粒度分析的图形算法,寻找出最优的PI参数.在原子力显微镜(AFM)上的实验证明,本控制器能自动寻找出适合当前系统状态的最优PI参数,可避免由于人为经验因素对扫描成像造成的影响,从而取得更好的扫描图像.     

IR1155在功率因数校正电路中的应用

单周期控制作为一种简洁的功率因数校正控制方法得到广泛应用,IR公司于2005年推出单周期PFC芯片IR1150,大大简化功率因数校正电路的设计,但是IR1150存在不能多芯片频率同步的问题,IR新推出的单周期PFC芯片IR1155解决该问题。详细介绍IR1155的内部构成,管脚排列及功能,并根据IR1155手册对电路参数进行设计。     

MFC致动器的动态迟滞模型辨识及补偿控制EI北大核心CSCD

压电宏纤维(marco fiber composite,MFC)具有柔性好、变形能力强的优点,但MFC致动器驱动的柔性臂的迟滞非线性严重影响系统定位精度。提出一种具有非对称性的改进Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,解决经典PI迟滞模型的缺陷(对称性);该模型基于经典PI迟滞模型,叠加一系列不同权重、不同阈值的双边死区算子获得,基于最小二乘法的迟滞模型辨识结果表明,改进PI迟滞模型对MFC致动器的迟滞建模误差从PI迟滞模型误差的16.06%降到5.58%。另外,建立系统的离散传递函数模型来描述系统的线性动态特性,并与改进PI迟滞模型串联得到组合模型,解决纯迟滞模型仅能描述低频、准静态情况下的迟滞特性问题。在前馈补偿下,对MFC致动的柔性臂进行正弦波轨迹跟踪试验,测得补偿后实测位移与期望跟踪位移基本吻合,跟踪精度达到93.62%以上。试验结果证明,所提出的改进PI迟滞模型、离散传递函数模型及补偿方法的有效性。     

单周期控制的三相PFC技术研究

本文给出了一种特殊的三相PFC电路,在分析了该电路的工作原理后,利用单周期控制技术于该电路。运用该控制技术去实时控制开关的占空比使得在每个开关周期内,开关整流器输出斩波波形的平均值恰好等于控制基准信号,可以实现三相单位功率因数和低电流畸变。所提出的控制器不需乘法器,仅由带复位的积分器、线性集成电路和逻辑器件组成。简化了电路结构,使该电路易于实现。本文最后通过理论分析、仿真研究和实验验证,证实了该电路及控制方式的合理性和可行性。该变换器的输入功率因数较高,基本在0.99左右,THD能降到10%以下,具有一定的实用性。     

双向图腾柱PFC及其锁相优化研究

在双向图腾柱PFC电路中,针对传统双闭环控制动态性能差、跟踪能力不佳等问题,通过引入准PR控制器并对其进行优化,又针对基于二阶广义积分器的锁相环直流抑制能力不足的问题,通过结合全通滤波器对锁相环部分进行了改进,最后通过MATLAB仿真证明了该优化方法有良好的波形和较低的谐波含量,提高了锁相速度和精度,满足系统相关的性能指标和设计要求。     

气动调节仪表的常见故障及处理

本文介绍气动调节仪 (以ＱＸＪ型为例 )的工作原理、常见故障及处理方法。一、ＱＸＪ型气动调节仪工作原理气动调节仪表为单元组合式仪表 ,它由调节单元、变送单元、显示记录单元、执行单元等组成 ,其中调节单元和执行单元是仪表的核心部分。1 调节单元工作原理气动调节器是气动调节仪的调节单元。在工业自动控制系统中 ,调节器根据变送器送来的信号 ,与预期的工业指标相比较 ,所得出的偏差按照一定的数学规律 (如比例积分 )运算之后 ,输出一个相应的信号 ,去控制执行机构 ,使被调参数 (如压力、流量、液位等 )回复到预期的数值。2 执行单…     

电子镇流器功率因数的测试

一、引 言 电源电压、电源电流、线路功率、线路功率因数、电源电流的谐波含量均可称为电子、电气产品的电源参数或电源质量参数。对于电子镇流器而言,电源质量参数中的线路功率因数(以下简称功率因数)是评价其性能优劣的一个重要指标。荧光灯配以普通电感镇流器工作时的功率因数低于0.5,而配以电子镇流器则可达0.9以上,而采用PWM(脉宽调制)技术进行功率因数校正的电子镇流更可以达0.995以上。 电子镇流器类似于一个电源变换器,它将50或60Hz交流市电变换成20～50kHz较高频率的交流电输出给荧光灯。电子镇流器具有的     

基于二自由度PID控制器的移相PWM_DC-DC变换器

在移相PWM DC/DC变换器中,通常采用PID调节器来提高变换器的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.由于这种方式为单自由度控制,所以它不能同时获得良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.提出利用二自由度PID控制器实现对移相PWM DC/DC变换器的闭环控制,通过分别设计目标值跟踪特性调节器和干扰抑制特性调节器,获得较好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.仿真和实验结果表明变换器的目标值跟踪特性和干扰抑制特性均获得了较好的结果.     

自组织模糊控制能馈电子负载模拟策略

针对电子负载对响应快,控制准的测试性能需要,提出基于移相全桥隔离型拓扑的负载模拟电路,设计基于LEM传感器和LF353M的比例运算信号调理电路,并提出自组织型模糊控制的电流PI单闭环策略。对功率传递下的移相全桥电路作小信号等效电路模型并推理出输入电流与控制移相角的传递函数,并结合相位裕度稳定法设计PI校正器。最后,设计并通过自组织变论域改进模糊控制器,从而串联PI校正器进行参数智能调整。通过仿真验证和实验表明,在7 A的输入电流工况下,自组织模糊控制PI策略实现在7 ms内到达稳态,且稳态误差在3%以内,相比于常规PI与常规模糊控制,具有更良好的动态响应和稳态性能。     

具有电压切换功能的功率因数校正电路

具有电压切换功能的功率因数校正电路,可使功率因数校正电路随交流电输入的高低工作在不同档位的输出电压,在交流输入电压低时功率因数校正电路自动切换到另一档,与传统的功率因数校正电路相比,功率因数和效率都有所提高,减小对电网的污染并节约了电能.