PID反馈与单周控制相结合的D类音频功放

为了改善D类音频功放的输出性能,都引入了反馈控制.反馈控制的引入使输出信号的非线性失真减小,同时也改善了相位失真.但是对于电源输入的扰动,传统的反馈方式无法有效消除.如何在改善输出信号非线性失真以及相位失真的同时能获得对电源扰动的抑制是亟待解决的问题.单周控制对于电源扰动具有良好的抑制能力.在完成单周控制与传统PID反馈控制结合应用于D类音频功放中的理论分析基础上用仿真证明了理论分析的正确性.两种控制方法结合后的D.类音频功放获得了较好的输入扰动抑制效果以及较好的输出信号,具有一定的实用价值.     

基于单周控制的单相并网逆变算法

提出一种基于单周控制的小型风力发电机组逆变并网算法.该方法结合PI调节和单周控制,在半周期内把逆变器等效为BUCK电路进行分析,使单相全桥逆变器工作在并网状态.基于该算法的单相并网逆变器在半周期内有一对开关管保持关断状态,与传统的双极性调制方式比较,能降低开关损耗,也可避免因加入死区时间带来的波形失真.Simulink仿真结果表明:在风机输出功率变化以及电网电压幅值受到扰动的情况下,基于单周控制的单相并网逆变器的输出电流能有效、快速地跟踪参考电流,并能与电网电压的频率、相位保持一致,从而使小型风力发电机组达到对电网输入能量的要求.实现该方法的硬件电路较为简单,宜作进一步研究应用.     

采用改进单周控制技术的开关式DC／AC转换器

在分析单周控制技术原理的基础上，提出了一种新的非线性控制技术——改进的单周控制，解决了单周控制技术对负载扰动抑制能力弱的缺点。本文中，在接近零交叉点附近的控制畸变被放大，提出了一种减小这种畸变的方法。通过仿真和实验，验证了该新的控制技术的可行性。     

一种新型逆变器及其滑模控制

提出一种新型逆变器,该逆变器具有拓扑结构简单和控制设计容易的优点,整个拓扑只有一个高频开关,故开关损耗小,且输出电压的幅值可以大于也可以小于输入电压。为了使新拓扑获得很好的动态和稳态性能,在分析其基本工作原理的基础上,对该拓扑的滑模控制进行了研究。最后进行了仿真验证。仿真结果表明,在滑模控制下,新型逆变器对负载扰动具有很好的抑制能力,表现出很好的动态和稳态性能,且输出电压波形谐波含量低,波形质量好,是一种高性能的逆变器。     

混合式双级矩阵变换器闭环控制

混合式双级矩阵变换器(混合式TSMC)是一种非常有发展潜力的矩阵变换器,在实际应用中,混合式双级矩阵变换器常会遇到输入电压不平衡和输出负载变化等扰动,其输出电压会在扰动下产生不平衡。为了提高混合式双级矩阵变换器在输入电压不平衡及负载扰动情况下的输出电压的稳定,提出了基于由坐标系混合式双级矩阵变换器输出电的闭环控制方法,通过前馈闭环控制,H桥变换器控制和逆变级的闭环控制三个环节,能有效地抑制了输入电压不平衡和输出负载不平衡,保证了混合式效级矩阵变换器有效的、稳定的输出。仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

矩阵式变换器电流环无源性控制

针对矩阵式变换器输出侧电流易受输出侧负载影响现象, 提出了一种基于无源性理论的矩阵式变换器的控制器. 首先将矩阵变换器等效为虚拟的交－直－交变换器, 在d-q坐标下建立了矩阵变换器输入和输出侧的模型, 并基于无源性理论设计了矩阵式变换器输出侧闭环控制器, 以消除内外扰动和不平衡的影响, 实现对输出电流快速准确的跟踪. 仿真结果表明这种控制器具有很好的动态特性, 对输入和输出扰动均有很好的抑制效果.     

单周期控制Boost—PFC基于Saber的设计与仿真

单周期控制策略简单可靠,动态响应速度快,能很好地抑制输入电压扰动和负载突变。本文阐述了单周期控制Boost—PFC的工作原理,对单周期控制Boost—PFC进行了基于Saber软件的CAD设计和仿真。仿真结果表明,单周期控制适用干Boost变换器,能够实现功率因数校正。     

带孤岛效应检测的单周控制三相并网逆变器

单周控制具有结构简单、控制精度高、响应速度快等优点,三相并网逆变器的单周控制模型,将一个周波分为六个区间,每个区间只有两个开关器件处在高频开关状态下,大大减小了器件的开关频率,降低了并网电流的谐波畸变率,实现了单位功率因数输出.在此基础上提出一种基于单周控制的防"孤岛"效应策略,有效的抑制了"孤岛"效应的产生,最后通过仿真验证了此方法的正确性.     

基于IR1150的有源功率因数校正电路的设计

本文研究了单周控制技术的原理及其在功率因数校正中的应用,分析了IR1150的工作原理,设计出输出电压为400V,功率为300W的主电路参数,并用PSIM软件对主电路进行了仿真。仿真结果表明,基于IR1150的有源功率因数校正电路可行。     

基于时变增益扩张状态观测器的逆变器系统自适应 super-twisting电压鲁棒控制

针对电压源逆变器系统中负载扰动和参数摄动, 本文提出了一种基于时变增益扩张状态观测器的自适应 super-twisting鲁棒电压控制新方法. 首先考虑负载扰动, 建立单相逆变器系统的动态模型, 进而考虑系统参数摄动, 通过引入非测量辅助状态变量, 将上述动态模型转化为只包含匹配扰动的状态方程; 其次, 设计时变增益扩张状态 观测器, 以实现对非测量辅助状态变量与包含负载变化和参数摄动等因素在内的集总不确定项的估计; 最后, 基于 此扩张状态观测器, 设计采用自适应super-twisting算法的滑模控制律, 以实现逆变器系统输出电压对其参考电压的 快速准确跟踪并增强系统鲁棒性. 仿真实验结果表明: 所提出的时变增益扩张状态观测器可在保证观测误差收敛 的同时, 有效抑制“初始微分峰值”现象; 采用自适应super-twisting算法的滑模控制策略可使逆变器系统输出电压 具有较高跟踪精度和较小总谐波失真率, 增强系统的抗干扰能力, 并降低控制输入信号“抖振”.     

基于Buck变换器的新型滑模控制策略

为获得比较理想的直流输出电压,优化变换器的动态性能,基于Buck变换器采用新型滑模变结构控制策略,阐述其工作原理,并结合状态方程,推导出滑模面的存在条件和到达条件,然后对电路参数及控制系数进行设计.仿真结果表明采用这种新型滑模控制策略的Buck变换器对系统扰动和负载变化具有很强的鲁棒性,系统具有良好的动态响应.     

Dynamic evolution control for synchronous buck DC–DC converter: Theory,model and simulation

This paper proposes a new control technique for synchronous buck DC–DC converter. Theory, design and implementation of the proposed control technique are provided. A new approach for converter controller synthesis based on dynamic evolution control theory is presented. In order to synthesize the converter controller, this method uses a simple analysis of nonlinear equation models of the converter. The synthesis process is simple and requires a quite low bandwidth for the controller. Therefore, this control method is suitable for digital control implementation. As an illustrative example, the synthesis of synchronous buck DC–DC converter controller is discussed in detail. The model of the synchronous buck DC–DC converter system was implemented using SimPowerSystems toolbox of MATLAB-SIMULINK. Performance of the proposed dynamic evolution control under step load change and step input voltage condition was investigated. Simulation results confirm that the proposed control method is superior to traditional PI based controller because of fast transient response and good disturbance rejection.     

基于改进模糊PI控制的双有源桥DC-DC变换器

在直流微电网中,针对直流负载扰动的过程会造成直流电压动态响应速度缓慢;同时,负荷投切时会引起直流电压超调量大的问题。采用改进模糊PI控制,并将其应用在直流微电网中储能单元的双有源桥DC-DC变换器。首先,在现有模糊PI控制中加入预处理环节,该环节对直流电压的误差大小进行及时判断与跟踪,使直流母线电压迅速达到参考值,提高了直流电压的动态响应速度;其次,分析了现有模糊PI控制算法的规则表对参数调节过程中存在精确度不足的规则,对其进行修改得到改进模糊PI控制的规则表,以减小直流电压的超调量;最后,对所提的改进模糊PI控制进行仿真对比验证。仿真结果表明:对现有的PI控制器和模糊PI控制器而言,改进的模糊PI控制器在稳态响应速度、超调量以及抗干扰性能上得到显著提高,提高了直流母线电压质量。     

基于单周期控制的Z源光伏并网逆变器的研究

针对传统的光伏并网发电系统存在输出电压低且波动范围大,能耗大,可靠性差等问题,提出了一种基于单周期控制的Z源光伏并网逆变器的设计方案,分析了Z源逆变器的电路结构及特点,详细介绍了Z源逆变器单周期控制策略的实现,并采用Matlab/Simulink建立了仿真模型。实验结果表明,Z源逆变器具有良好的升压作用,降低了对光伏电池电压等级的要求;采用单周期控制技术能够很好地跟踪电网电压,从而实现了单位功率因数。     

三相H桥级联逆变器的错时采样单周期控制策略

针对三相H桥级联逆变器提出一种单周期控制策略,推导了各逆变单元开关的占空比计算公式,指出可通过控制开关的占空比使每个开关周期中开关变量的平均值等于或正比于控制参考量;为了增加级联逆变器输出电压的电平数,提出将错时采样技术应用于级联逆变器单周期控制策略的方案,即将各逆变单元的采样时间依次错开。仿真结果验证了错时采样单周期控制策略用于三相H桥级联逆变器的可行性,且该控制策略可使逆变器的输出电压具有较小的谐波含量,且响应快速,鲁棒性强。     

基于高阶滑模速度控制器的异步电机模型预测转矩控制

针对三相异步电机驱动系统,提出一种基于高阶滑模速度控制器的模型预测转矩控制策略.为了降低负载扰动对系统运行性能的影响,设计一种基于二阶Super-Twisting滑模技术的速度环控制器,以代替传统PI速度控制器,并应用Lyapunov稳定性理论对其稳定性和鲁棒性进行分析,得到使速度控制系统收敛的参数范围.为了提升转矩控制精度,基于异步电机的数学模型,采用模型预测转矩控制理论,以转矩和定子磁链为控制目标设计评价函数,得到最优输出电压矢量驱动电机运行.仿真结果表明,所提出的控制方法能有效提升系统对负载扰动的鲁棒性,并有效降低转矩波动,使电机具有良好的动态和静态运行性能.