单向混合三相电压航空整流电路功率控制北大核心CSCD

为了满足航空中频电源高效率、高可靠性及低谐波畸变率的要求,针对单向混合三相电压型整流器(UHTPVSR)拓扑结构特点,提出了一种最优功率控制策略。首先,对UHTPVSR进行总功率计算,按Vienna整流器承担较小负载功率,且确保其输入电流不失真的情况下,得到Vienna与SSTPR之间的最优功率配比;其次,通过输出功率瞬时值,按最优功率配比,计算出功率外环有功参考电流的前馈参考值,从而设计内环无源电流控制器。理论分析和仿真结果表明,当功率配比kPaa=0.5时,UHTPVSR效率为90.3%,SSTPR效率为94%,Vienna效率为86.7%,且UHTPVSR谐波畸变率为3.3%。     

三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

通过对三相电压型PWM整流器传统直接功率控制(DPC)引起的开关频率不固定,网侧电流谐波分量高,系统调节时间长等问题的分析,提出一种电压型三相PWM整流器模型预测直接功率控制方法,应用模型预测理论构建目标函数并对目标函数进行求偏导,对下一个采样周期的有功功率和无功功率变化进行预测,将模型预测理论与二阶拉格朗日插值法相结合进行功率修正,实现了有功和无功功率的实际值与预测值的误差最小,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)产生PWM信号驱动整流器功率开关,实现固定的开关频率;仿真结果表明,本方法具有良好的动态和稳态性能,系统对电感参数的变化不敏感,有效降低了交流测电流总谐波失真(THD),提高了交流侧功率因数。     

三相PWM整流器基于电容能量的电压控制策略

三相电压型PWM整流器广泛采用在d-q同步坐标系的双闭环控制,即内环控制输入电流,外环控制输出电压。在这种控制方式中,电压外环通常采用线性PI控制。由于整流器输出电压与有功电流之间是非线性关系,线性PI控制不能反映整流器的非线性本质,使系统的控制性能受到限制。通过对整流器电压方程进行深入的分析,提出了一种以电容能量作为变量的新型电压控制策略,使得电压的控制实现了线性化,提高了输出电压的动态响应性能。仿真结果验证了提出方法的有效性,具有一定的实际应用价值。     

井下柔性直流输电系统换流站设计

针对煤矿井下供电负荷、供电距离、供电系统有功损耗均较大,且负载侧存在电压偏低和闪变等问题的现状,将基于模块化多电平换流站的柔性直流输电(MMC-HVDC)系统应用到井下供电系统,重点介绍了该系统中换流站(MMC)的拓扑结构、数学模型、参数及控制器设计等。井下MMC-HVDC系统包含整流站和逆变站2个MMC,整流站采用快速电流内环控制和定直流电压、定无功功率外环控制的双闭环控制结构,逆变站采用定交流电压控制;MMC均采用载波移相脉宽调制和基于能量均分控制、电压平衡控制的均压策略。在PSCAD/EMTDC软件中对井下MMC-HVDC系统进行仿真实验,结果表明:井下MMCHVDC系统在稳态运行时具有良好的动态响应,实现了有功和无功功率独立控制,提高了直流输电效率;系统受到因井下负荷变化引起的扰动时可以较快的速度调节有功和无功功率,快速稳定直流输电电压,同时将逆变站输出电压幅值和相位稳定在额定值。     

基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略

分析了PWM整流器虚拟磁链直接功率控制(DPC)的工作原理与特性;针对由于传统开关表构造的不足导致系统调节能力不稳定的问题提出了一种基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略,通过重新构造开关表的方法来改进整流器的调节能力与输入输出性能。仿真结果表明,该调制方法使无功电流在靠近整流器电压矢量附近区域内的失控现象得到明显削弱,能够有效地对有功功率和无功功率进行控制,使整流器更接近单位功率因数运行。     

基于虚拟磁链定向的PWM整流器直接功率控制研究

提出一种基于虚拟磁链定向的PWM整流器直接功率控制策略。该控制策略将传统的对电流有功、无功分量进行控制的方法改为直接对PWM整流器有功功率、无功功率进行控制,并采用虚拟磁链定向方法进行坐标变换,提高了整个变频调速系统的动态性能和可靠性,降低了系统成本;采用一种虚拟磁链积分初值估算方法来辨识磁链初值,在PWM整流器启动后将积分得到的虚拟磁链减去磁链初值,从而消除虚拟磁链中的直流分量。Matlab仿真结果证明了该控制策略的有效性。     

并联脉宽调制整流器非线性L2增益环流抑制控制

针对由于模型参数分散和外部干扰引起的并联脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器环流问题,提出了最优L_2增益电流内环控制与非线性L_2增益零序环流外环控制相结合的控制方法.最优L_2增益电流内环控制不仅可以实现干扰对输出的增益最小,还可以灵活实现并联PWM整流器之间的功率平移.非线性L_2增益零序环流外环控制可以有效抑制由于模型参数不确定和外部干扰引起的环流问题.并联PWM整流器双环L_2增益控制仿真结果表明:相对于传统的比例积分控制方法,该方法可以明显降低并联PWM整流器之间的环流,并可提高并联PWM整流器的供电品质,对于增强系统的稳定性具有重要意义.     

三电平PWM整流器中点电位控制技术的研究

在简化三电平SVPWM算法的基础上,研究了PWM整流器不同状态下各矢量对中点电位的影响,并深入分析了三电平整流器中性点平衡的原理,提出了一种通过判断整流器状态来控制中点电位的方法,给出了具体的执行过程,仿真与实验都验证了该方法在整流器四象限运行时能很好的控制中点电位。     

一种基于DQ变换的解耦滞环控制

针对传统滞环控制方法无法对有功与无功功率进行解耦的缺点进行了研究.提出了一种基于DQ变换的解耦滞环控制方法,并将其应用于单相并网逆变器中.该方法对采样的电流信号进行DQ变换后,分别对DQ轴的信号进行控制.最后将这两个控制量进行DQ反变换后送入滞环比较器中,由此获得开关信号.系统整体结构上采用电压外环电流内环的双闭环控制,内环在完成功率解耦的同时还加入了对电网的无功功率补偿.在保持了滞环控制的快速性与抗干扰性的同时还完成了对有功与无功功率的解耦控制.Matlab的仿真和实验结果验证了所提出控制方法的有效性.     

电流型脉冲整流器的矢量控制方法研究

文章采用电流空间矢量PWM调制方法 ,对脉冲整流器进行解耦控制。在同步旋转坐标系中对系统进行建模 ,将系统的有功分量及无功分量解耦 ,可以达到独立控制的目的。实验结果证明本文采用的矢量控制方法可以单独控制有功和无功功率 ,对给定输入有很好的跟踪效果 ,功率因数达到 0 .98。     

锂电池混合动力轮胎吊AFE变换器控制策略研究

针对传统采用不可控AC/DC变换器的混合动力轮胎式起重机系统,直流母线电压泵升导致的柴油发电机空转,造成能量浪费的问题。采用可控的有源前端变换器取代不可控的二极管整流,建立了AFE功率外环电流内环以及电压外环电流内环两种双环控制方法以实现柴油发电机输出功率的高效利用。运用matlab/simulink搭建了仿真模型,分别进行了锂电池混合动力RTG系统重载、轻载、空载下的动态仿真,仿真结果表明,两种双环控制方法均能实现锂电池混合动力RTG系统柴油发电机的恒功率输出,控制系统具有较好的动态性能。     

A novel harmonic-free power factor corrector based on T-type APF with adaptive linear neural network (ADALINE) control

A novel harmonic-free power factor correction (PFC) topology based on T-type active power filter (APF) is proposed in this paper. The proposed system has better stability characteristics compared to conventional shunt APF topologies and it is a natural filter for the non-linear load harmonic disturbances. The tuned passive filters are connected at the ac-side of the rectifier load, which are designed to provide fundamental reactive power compensation and eliminate majority of load harmonics in order to minimize the power rating and heat dissipation of the voltage source inverter (VSI). The control scheme is based on a decoupled state-space equations of the T-type APF using separate proportional-integral controllers in d-axis and q-axis of rotating reference frame synchronized with grid voltages, respectively. The fundamental components of load-side currents are feed-forwarded in the current control loop using two groups of synchronous frame adaptive linear neural networks (ADALINEs) to ensure a fast dynamic response. A proportional-integral controller is adopted in the outer voltage loop for balancing the active power flow of the dc-side capacitor of the VSI. The proposed power factor corrector topology is studied analytically and by simulation under various scenarios using Matlab/Simulink. The validity and effectiveness of the proposed topology as well as its control schemes are substantially confirmed by the simulation results.     

不平衡供电下PWM整流器输出电压稳定控制

针对电网供电电压不平衡造成PWM整流器输出功率波动的问题,分析了三相电压型PWM整流器在不平衡供电电压下的瞬时输出功率模型,设计了输出有功、无功功率的二次谐波补偿环节,提出一种三相PWM整流器输出电压稳定控制策略.控制系统运行时不包含正、负序分解过程,能够有效抑制整流器输出有功、无功功率二次谐波,实现直流母线电压的稳定输出.仿真和实验结果证明了控制策略的有效性.     

基于功率控制的三相电压型PWM整流器控制器设计

提出基于功率控制的三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器控制器设计方法。根据能量守恒原理建立的VSR(voltage source rectifier)数学模型可通过忽略回路电阻及电感充放电所消耗的能量等效成线性定常系统。系统外环采用电容储能控制,内环采用电流控制,同时引入直流负载功率补偿,实现对电容储能变化率的直接控制。电流内环采用前馈解耦PI(proportional-integral)控制,将内环等效成一阶惯性环节。电容储能外环采用PI控制,利用代数分析及根轨迹分析,提出外环PI参数的设计方法。VSR系统整体等效为二阶系统。仿真结果表明：本文所提出的控制器设计方法能使得VSR达到优异的性能。     

带谐波抑制策略的三电平脉冲整流器仿真研究

以城轨牵引供电系统中网侧变流器为研究对象,根据单相三电平脉冲整流器等效数学模型,应用瞬态电流控制策略,加入中点电位平衡策略,给出控制策略数学模型和控制方程.并根据脉冲整流器低次谐波消除原理,对该控制策略下,加入整理器低次谐波消除策略前后,脉冲整流器网侧和直流侧输入输出状态进行仿真研究.     

基于功率预测模型的单相PWM整流器直接功率控制

提出一种基于功率预测模型的单相PWM整流器控制策略.该控制策略通过构造与网侧电压、电流正交的虚拟电压、电流分量来形成-坐标系;在采用瞬时功率理论及功率预测算法获得电路有、无功变化量的基础上,推导了整流器交流侧的电压控制矢量,并采用单极性调制方法来保证整流器工作频率的恒定;由于取消了电流调节内环,该控制策略具有控制系统设计简单、电路抗扰动能力强、系统动态过程短等特性.仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性.     

Dual closed‐loop tracking control for wheeled mobile robots via active disturbance rejection control and model predictive control

A dual closed‐loop tracking control is proposed for a wheeled mobile robot based on active disturbance rejection control (ADRC) and model predictive control (MPC). In the inner loop system, the ADRC scheme with an extended state observer (ESO) is proposed to estimate and compensate external disturbances. In the outer loop system, the MPC strategy is developed to generate a desired velocity for the inner loop dynamic system subject to a diamond‐shaped input constraint. Both effectiveness and stability analysis are given for the ESO and the dual closed‐loop system, respectively. Simulation results demonstrate the performances of the proposed control scheme.     

直驱式风电机组并网动态性能研究

提出发电机侧整流器采用直接电流控制方式,用以稳定直流侧电压、使发电机侧高功率因数运行,减小发电机损耗;电网侧逆变器对有功、无功功率解耦控制,使风机运行在最大功率点,保证系统以单位功率因数并网,减少并网电流谐波,提高并网电能质量。与传统的控制方式相比,该控制方式具有控制结构简单,发电机侧功率因数高,动态响应快等优点。