三相有源电力滤波器输出波形控制方法仿真研究

将三相有源电力滤波器的电流波形控制转化为3个单相有源电力滤波器的波形控制,从而可采用成熟的重复控制和状态反馈控制方法,介绍了三相变单相的转化方法,以及利用状态反馈环节改善系统的稳定性,重复控制策略改进了输出电流波形校正精度的控制思路,并通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于DSP的光伏发电并网逆变器的优化控制研究

文章研究的太阳能光伏发电并网全桥逆变器使用一种电流内环、电压外环的双闭环调节器下的重复控制综合优化策略,采用负载电流解耦的内环电感电流反馈和状态反馈解耦控制方法,以多功能EG8010数字化芯片为控制核心。文章设计了该逆变器的全部电路,仿真表明该逆变器输出电压波形质量好,动态响应快,抗干扰能力强。     

三相Z源逆变器的最优滑模预见重复控制

针对微网逆变器带不平衡和非线性负载时三相逆变器输出电压电流谐波大的问题,提出一种最优滑模预见重复控制的方法,实现对不平衡负载和非线性负载等非正常工况的快速响应和参考电压的高精度跟踪。首先,在前馈补偿环节引入预见控制器,并利用差分算子,设计包含目标值信号和滞后环节反馈的扩大状态误差系统,将逆变器的控制问题转化为线性离散系统的调节问题;进一步,利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式及最优控制器的设计方法,得到包含滑模控制、状态反馈、重复控制、和预见补偿的最优滑模预见重复控制器。实验结果表明,最优滑模预见重复控制带线性负载时电压波形畸变率从3.12%减少到0.78%,响应时间从10 ms减小为5 ms;其带非线性负载时电压波形畸变率从6.72%减少到0.92%,验证了所提方法的有效性。     

基于电压/电流控制模式的组合式三相逆变器

为满足逆变器负载短路而不停机的要求,提出正常情况输出恒定电压和异常情况下(如短路)输出电流恒定的2种模式相结合方案.基于组合式三相逆变器拓扑,分析得到带有LcL滤波器的逆变器等效拓扑,给出电压控制模式下PID加重复控制的控制策略和电流控制模式下状态反馈控制的复合控制策略.运用极点配置对PID控制和状态反馈系数进行设计,...     

基于状态反馈与重复控制的逆变器控制技术

针对PWM电压型逆变器提出了一种将带积分状态反馈与重复控制相结合的输出电压控制方案。状态反馈所需的变量为电容电压和电容电流。为避免采样、计算延时占用 PWM脉宽,以上反馈变量值均由状态观测器基于实测电容电压和负载电流值预测得到,使控制算法可以提前一拍进行,这样也避免了设置专门的电容电流传感器。由于积分控制的引入,改善了状态反馈控制的稳态精度,克服了早先提出的类似方案在加载时的电压跌落问题。居于控制系统最外层的重复控制器可以保证逆变器即使带非线性负载也能保持高度正弦的输出电压。实验表明该方案可同时实现高动态响应和高稳态波形精度,适用于UPS等需要高性能输出电压控制的场合。     

基于电流观测与重复控制的逆变器多环控制策略研究北大核心

提出一种基于电流观测与重复控制的单相逆变器多环控制策略。内层双环控制器采用输出电压和电容电流反馈,通过电容电流观测器实现了电流内环最小拍控制,可实现系统的快速动态响应,解决了负载突增时电压跌落的问题。基于此又增加了外层重复控制,采用FIR数字滤波器替代传统二阶低通滤波器作为重复控制补偿器,不仅简化了设计过程而且提高了系统稳态精度和抗非线性负载扰动能力。试验结果表明该策略可兼具动态响应快、稳态波形精度高和鲁棒性强等特性,适用于交流稳压器等需要高性能电压输出控制的场合。     

基于状态反馈与谐振控制的逆变器控制技术

传统的电压型无源逆变器常用于不间断电源(UPS)系统等需要高性能输出电压控制的场合。电压型逆变器每相接LC滤波器输出交流电压,在逆变器中,由于2阶LC滤波器的存在,空载或带有谐波污染的负载对逆变器输出电压特性不利,故此处采用输出电压反馈抑制谐振问题。同时为了提高输出电压的动态性能和精度,电压环采用谐振控制器。实验验证了这种基于状态反馈与谐振控制的方法的有效性。     

基于积分环节电压微分反馈的逆变器重复控制策略

提出一种积分环节电压微分反馈控制和重复控制相结合的逆变器输出电压数字化控制方案.在不使用电流传感器的前提下,本文提出的补偿器内环能在离散域任意配置逆变器极点位置,大大改善逆变器的动态性能;重复控制外环则致力于稳态精度的提高.积分环节的引入能加强逆变器的抗扰动能力,提高补偿器内环的稳态精度,克服电压微分反馈控制结合重复控制方案引起的"瞬态"电压跌落问题.该方案在一台基于DSP TMS320F240控制系统的逆变器上得到验证,实验结果证明在仅使用输出电压反馈的前提下,该方案能得到高质量的输出波形.     

重复PI控制的五电平光伏并网逆变器

介绍了一种双向开关型五电平逆变器,并提出了重复控制和PI调节相结合的复合控制方案。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI调节使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号,从而使系统具有良好的稳态和动态特性,提高对逆变器的控制精度。仿真和实验表明,用重复PI控制的五电平逆变器输出并网电流波形稳定,谐波畸变率小,并能实现实时快速跟踪电网电压相位,使系统工作在高功率因数状态下。     

基于电流观测与重复控制的逆变器多环控制策略研究

提出一种基于电流观测与重复控制的单相逆变器多环控制策略。内层双环控制器采用输出电压和电容电流反馈,通过电容电流观测器实现了电流内环最小拍控制,可实现系统的快速动态响应,解决了负载突增时电压跌落的问题。基于此又增加了外层重复控制,采用FIR数字滤波器替代传统二阶低通滤波器作为重复控制补偿器,不仅简化了设计过程而且提高了系统稳态精度和抗非线性负载扰动能力。试验结果表明该策略可兼具动态响应快、稳态波形精度高和鲁棒性强等特性,适用于交流稳压器等需要高性能电压输出控制的场合。     

基于电压微分反馈控制和重复控制的逆变电源控制技术

本文提出一种基于输出电压微分反馈控制和重复控制的逆变电源波形数字化控制方案.内层的电压微分反馈补偿器可以在离散域任意配置逆变电源极点位置,极大地改善了逆变电源动态性能,外层的重复控制则致力于提高稳态精度.该方案在一台基于DSP TMS320F240控制系统的PWM逆变电源上得到验证,实验结果证明在仅使用输出电压反馈的前提下,该方案能得到高质量的输出波形.     

逆变器电容和电感电流反馈方式的比较研究

研究了以电容电流作为反馈量的逆变器电流滞环控制方法,提出实现电路,并从理论、仿真和实验的角度与传统的电感电流反馈方式作比较。研究表明,采用电容电流反馈控制方式,可以使逆变系统的输出电压波形及负载特性得以有效改善。     

低输入电流纹波大升压比差动Boost型逆变器研究

为减少功率变换级数以及低频纹波对输入直流电源的影响,具有大升压能力和低输入纹波的单相逆变器具有重要的研究意义。深入研究了大升压比差动Boost逆变器电路拓扑、纹波抑制策略、电流纹波回路、输入电流反馈和输出电压复合控制策略。在传统波形控制基础上,通过输入电流反馈在输出滤波电容上叠加低频偶次电压,进一步减小输入电流中相应偶次谐波分量,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向输入源传递;采用前馈与比例积分控制策略提高输出电压质量和输入电流质量。不同负载下的实验结果验证了此变换器的可行性。     

基于重复控制400Hz逆变电源数字控制系统研究

针对400Hz逆变电源输出电压波形的畸变问题,采用了重复控制技术解决方案.并根据该控制自身存在的问题,引入了电压有效值外环和电容电流瞬时值内环控制.系统利用重复控制抑制非线性负载下的电压畸变,电流瞬时值反馈控制提高系统的动态响应性能,构成了新型多环控制系统.该控制系统的有效性已在三相6kVA逆变电源实验样机上得剑证实.实验结果表明,该方案可保证系统有较快的动态响应、较高的稳态精度和较小的输出电压谐波畸变率.     

一种逆变器多环控制技术

提出了一种逆变器多环控制技术,该方案在电流环和瞬时电压环之外附加了一个重复控制环。在实现输出电压解耦和扰动电流补偿后,根据无差拍原理设计的电流环和瞬时电压环控制器使逆变器达到了很快的动态响应速度,位于外层的重复控制器则提高了稳态精度。该方案在一台基于DSPTMS320F240控制系统的PWM逆变器上得到验证。     

数字伺服控制技术在正弦逆变控制中的应用

为提高正弦逆变电源的波形质量和系统的动静态响应性能,在正弦逆变控制中引入了数字伺服系统的控制原理.算法将逆变电源视为参考正弦波的伺服系统,内环利用系统状态反馈和极点配置来消除负载扰动,改善系统的动态性能;外环利用积分器以消除系统输出的静态误差,提高系统的静态性能.利用Matlab仿真软件对算法进行了在线仿真研究,并利用DSP微控制器构建的实验平台对算法进行了实验验证.结果表明,在采用该算法设计的控制器控制下,正弦逆变器的逆变输出稳定,波形畸变小,抗负载干扰能力强.     

电容电流瞬时值反馈控制逆变器的数字控制技术研究

采用电容电流反馈的双闭环瞬时值控制的逆变器具有输出波形正弦性好、动态响应快、输出外特性硬和稳态精度高等特点。该文基于状态观测器，对电容电流反馈瞬时值控制电路的数字实现方法进行研究，提出了基于电容电流反馈的解耦控制方法；设计了电流内环数字控制器，提出了一种电容电流采样时序，采用该采样时序可以真实反映电容电流开关周期内的电容电流平均值；提出了基于PWM逆变桥离散化模型的电容电流观测方法，可对电容电流做出准确观测，补偿数字控制器的采样延时和计算延时；提出了瞬时值电压控制外环的滤波方法，以提高输出电压的稳态精度。仿真和实验结果表明，该方案可以达到模拟电路实现双环控制的效果。     

400Hz中频单相电压源逆变器的输出控制及其并联运行控制

中频电源由于其较高的输出频率，要想得到较好的输出电压波形和较大的输出功率，则比工频逆变器的控制更加困难。针对400Hz中频逆变器的特点，给出了一种带幅值环的双闭环单相逆变器控制策略，得到了很好输出波形。并提出了一种介于有线和无线并联控制方法之间的共享同步信号的外特性下垂控制方法，以及用于消除直流环流的直流偏置电压下垂方法，将上述方法应用于中频逆变电源的并联运行控制，取得了很好的均流效果。介绍了该方案的理论依据，并搭建了两台1.5kW的实验样机，实验结果证明了该方案的有效性。     

基于独立光伏系统的三相三电平逆变器

为给二级能量变换结构的光伏电厂提供高效后级逆变器,设计和实现了一台12 kVA逆变器。主电路采用中点位式三电平结构,以IGBT作为主开关器件,以重复控制与瞬时值反馈控制相结合的控制策略产生SPWM波,利用重复控制抑制非线形负载下的电压畸变,利用瞬时值反馈控制改善系统的动态响应过程,输出级采用LC滤波器减少输出电压u的谐波及du/dt,采用软硬件相结合的限流保护方法。装置实验表明,这种逆变器效率和输出波形质量高。     

新型数字化单相五电平逆变器系统的实现

本文以新型五电平逆变电路为基础,运用重复控制器和状态反馈的控制策略,提出采用降维观测器对电容电流进行检测的方法,系统地说明了整个系统的实现方法和步骤。实验证明,该逆变器输出波形动态性能和稳态性能好,同时也说明经典的波形控制技术能够有效地引入到多电平变换器中,以提高输出电能质量。