基于非线性PID控制理论的单相PWM整流器研究

在单相电压型PWM整流器的控制方面,基于传统线性控制理论所设计的电压环PI控制器存在着系统动态性能差、参数整定困难等缺点。文章首先以单相电压型PWM整流器的双环控制为基础,对PWM整流器模型进行数学分析,然后引入新的非线性函数对电压环的控制性能进行优化,进而提出了一种单相PWM整流器的电压环非线性PI控制器控制方案。最后利用MATLAB软件搭建仿真平台,与传统PI控制器的仿真对比表明该方案不仅计算简单易于实现,系统的动态性能好而且还能进一步增强系统的抗干扰能力。     

基于非线性PID控制理论的单相PWM整流器研究北大核心

在单相电压型PWM整流器的控制方面,基于传统线性控制理论所设计的电压环PI控制器存在着系统动态性能差、参数整定困难等缺点。文章首先以单相电压型PWM整流器的双环控制为基础,对PWM整流器模型进行数学分析,然后引入新的非线性函数对电压环的控制性能进行优化,进而提出了一种单相PWM整流器的电压环非线性PI控制器控制方案。最后利用MATLAB软件搭建仿真平台,与传统PI控制器的仿真对比表明该方案不仅计算简单易于实现,系统的动态性能好而且还能进一步增强系统的抗干扰能力。     

基于优化DPC策略的三电平PWM整流器

基于直接功率控制(DPC)策略三电平PWM整流器近年来得到了广泛关注,但由于存在较大的无功脉动,系统动静态性能受到严重制约。通过分析系统瞬时功率模型,指出常规DPC策略忽略的有功功率与无功功率耦合量是造成无功功率失控的主要原因。根据失控机理,在常规开关矢量表的基础上有针对性的添加备选空间电压矢量,提出了优化开关矢量表,解决了原开关表存在的无功功率"失控"问题。构建了MATLAB/simulink环境下的仿真模型,对三电平PWM整流器系统进行了仿真研究,结果表明基于优化开关表的DPC策略PWM整流器显著降低了无功功率脉动,提高了系统稳态性能。     

基于简化开关函数的交-直-交变换器建模仿真

采用最简单的开关函数,结合MATLAB/Simulink工具,在一些合理假设的基础上,建立了交-直-交变换器的网侧PWM整流器、电压型逆变器及其RLC负载的简化开关函数模型,并采用电流滞环和空间矢量PWM控制策略实现控制。仿真结果表明建立的模型可以满足交-直-交变换器的拓扑及其控制策略的仿真验证,可为进一步的系统设计和性能分析提供基础。     

单相混合三电平PWM整流器的研究

分析研究了单相混合三电平PWM整流器的拓扑结构和工作原理,建立了其基于开关函数的数学模型。提出一种适用于该拓扑结构的三电平SVPWM调制策略和中点电压平衡控制算法,并采用带网侧电压前馈的双闭环PI控制对整个系统进行控制。MATLAB仿真结果验证了理论研究的正确性和可行性。     

基于dSPACE的三相PWM整流器建模与控制

为实现基于dSPACE平台对PWM整流器的实时仿真控制,在a,b,c坐标下根据定义的二值逻辑开关函数建立电压型PWM整流器的动态函数方程,并利用该方程在仿真平台Matlab/Simulink下建立相应的数学模型.采用dSPACE开发测试平台.设计基于DS1104控制器的硬件接口电路,对采用PM300DVA120模块.容量达100 kVA的PWM整流器系统进行了实时控制.实验结果表明,该模型可实现对PWM整流器电流的快速精确控制,系统响应时间仅为数毫秒,反映出dSPACE平台对PWM整流器系统控制的优异性能.     

PWM整流器EL模型无源性控制策略

建立了PWM整流器基于开关状态函数的电磁暂态数学模型,设计了改进后的基于EL模型的PWM整流器无源控制器。为消除系统参数变化对控制性能的影响,将整流器直流侧电压实时反馈至控制系统,利用微调PI调节后对计算出来的有功分量进行补偿,得到最终d轴有功参考分量,从而消除系统稳态误差。最后在Matlab中建立了仿真系统,仿真结果验证了本文所设计的无源控制器的正确性。     

静止同步补偿器的建模与控制方法研究

介绍了静止同步补偿器的基本结构与工作原理.通过引入单极性二值逻辑开关函数,建立了基于变换器物理特性和拓扑结构的开关函数模型;同时根据瞬时无功功率理论建立了STATCOM系统的指令电流运算系统与直接电流控制方法.基于数学模型与直接电流控制在MATLAB中建立了STATCOM的仿真系统,对其静态、动态性能进行了仿真分析.仿...     

基于虚拟相引入的CHB整流器控制策略

以三级式电力电子变压器的输入端级联H桥整流器为研究对象,针对系统运行的稳定性,借鉴双环控制思想,提出CHB整流器的双环控制方法。同时,针对其无功损耗、能量传输效率问题,提出一种基于虚拟相引入的共同占空比控制策略。在Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,对所提出的CHB整流器的双环控制方法和基于虚拟相引入的共同占空比控制策略,与传统的控制策略进行对比分析,结果表明,所提策略可以有效减少谐波含量、降低无功损耗,提高系统运行的稳定性,改善系统的动态性能。     

逆变器供电的感应电机驱动系统故障仿真研究

研究了一种基于开关函数概念的逆变器仿真模型,在MATLAB/SIMULINK环境下,利用工具箱内部的基本模块建立了逆变器开关元件短路、开路及同桥臂两开关元件同时开路状态下的仿真模块.利用电动机的数学模型,编制了电动机s函数.针对不同故障模式,只需改变开关函数模块即可方便实现逆变器电机驱动系统的不同状态仿真.研究了不同故障模式下的电机相电流和转矩波形,仿真结果表明电机相电流可以作为故障特征实现逆变器故障检测与诊断.     

PWM整流器在旋转导向中的应用研究

论述了PWM整流器与传统整流器在旋转导向中的优缺点;推导三相电压型PWM整流器（VSR）在同步旋转坐标系下的数学模型,采用双闭环PI控制结合SVPWM的控制策略,并对SVPWM控制的实现过程进行了详细介绍,最终通过MATLAB Simulink搭建仿真模型,对电源侧电压波形、电流波形、直流侧输出电压波形以及电源侧电流FFT进行分析,仿真结果表明该控制策略能实现电源侧电压与电流相位同步,谐波含量低以及直流侧电压快速达到给定值,从而满足了旋转导向系统的供电稳定性。     

基于PWM整流器的电梯能量回馈系统的研究

充分利用再生能源是实现绿色节能电梯的有效技术之一。本文阐述了电梯能馈系统控制平台的构成原理、三相电压型PWM整流器的数学模型、双闭环控制结构和空间矢量算法及其实现,利用MATLAB的SIMULINK工具箱搭建了电梯双PWM变频器的计算机仿真模型,并对能馈系统的工作特性进行了仿真分析。结果表明:系统无论工作在整流还是逆变的情况下,都能保持直流母线电压的稳定,同时可以达到较高的功率因数,实现了能量的双向流动。     

用于大型DFIG风电场的混合型HVDC系统中整流器的建模与控制

针对DFIG风电场-混合型HVDC系统,建立了dq坐标系下整流器子系统的状态空间标准模型。根据逆变器子系统采用的不同控制模式,定量分析了整流器子系统的有功、无功电流的动态特性,由此推导出用于控制的整流器子系统近似动态模型。基于该模型,设计了整流器子系统双闭环控制器。最后,采用Matlab/Simulink进行仿真,仿真验证了整流器子系统动态特性分析的正确性,同时,基于SimPowerSystems环境对"DFIG风电场-混合型HVDC系统"进行了仿真,结果表明,所提出的整流器控制方案能有效提高HVDC系统对风电场输出电流的跟踪能力。     

混合双端直流输电系统向无源网络供电的研究

建立了一个向无源系统供电的混合双端直流输电系统仿真模型,其整流器采用基于相控整流的常规换流器,逆变器采用交流侧带串联电容的电压源换流器,并为所建立的直流输电系统的整流器和逆变器设计了相应的控制策略,整流侧采用定直流电压控制,逆变侧采用定直流电压和定交流电压的控制。与传统的直流输电系统相比较,该混合直流输电系统可以直接向无源系统供电,无需增加外部换相电源或同步调相机。最后,对所建立的混合双端直流输电系统的特性进行了仿真分析,证实了所建立的混合双端直流输电系统模型的正确性和所提出控制方法的有效性,同时也表明这种输电系统具有许多不同于传统直流输电系统的优良运行特性。     

基于滞环控制的高功率因数VIENNA整流电路的研究

针对三相VIENNA整流器谐波畸变率高、功率因数低等问题,本研究以三相VIENNA整流器为研究对象,研究了拓扑结构、基本工作模态、功率因数、控制方法、仿真等。采用电压外环电流内环的滞环控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真软件进行开环以及闭环的模拟仿真,通过仿真的对比和试验,结果表明:使用滞环控制策略的三相VIENNA整流器可以满足直流侧稳压输出和功率因数校正等要求,同时也降低了交流侧输入电流的谐波含量。     

VSC-HVDC系统H￥控制器设计

通过对dq0坐标系下电压源换流器模型的分析,得到了电压源换流器增广被控对象的状态空间方程。利用H￥控制理论,设计了基于电压源换流器的高压直流输电系统的定直流电压、定直流功率、定无功功率控制器。根据MATLAB建立的仿真模型,对上述控制器进行了仿真实验。仿真结果表明,所设计的H￥控制器具有良好的控制性能,达到了设计要求。     

直驱式永磁风力发电机机侧PWM整流器的建模与仿真

采用等效电路的方法,建立了包括风力机、发电机侧PWM整流器在内的直驱式永磁风力发电机的机侧数学模型,应用坐标变换将三相静止坐标系上的数学模型转化成了d-q旋转坐标系上的数学模型。采用电流内环和电压外环的双闭环控制策略,并利用Matlab/Simulink软件平台搭建了系统的仿真模型并进行仿真。仿真结果证明了机侧功率因数控制的可行性与有效性。     

PWM整流器两种空间矢量控制策略的比较研究

分析了三相电压型PWM整流器的原理、拓扑结构以及在abc、αβ和dq坐标系下的数学模型,并在此基础上重点研究了PWM整流器在同步旋转dq坐标系下基于电压定向的空间矢量控制策略和基于虚拟电网磁链定向无电压传感器的矢量控制策略.最后运用Matlab中的Simulink工具箱构建了三相电压型PWM整流器的仿真平台,对PWM整流器两种控制策略进行了仿真,并做了相关的比较研究.     

改进型三电平PWM整流器的仿真研究

以中点钳位型三电平PWM整流器的基本拓扑结构为基础,建iPWM整流器的数学模型,分析三电平空间电压矢量调制的基本原理,提出了一种改进型前馈控制策略及简化SVPWM控制算法。进行基于MATLAB／sfmuIink控制系统仿真分析,仿真结果表明提出的前馈控制策略及简化SVPWM控制算法具有可行性,系统具有良好的动态性能和稳态性能。