单相PWM整流器控制器设计与动态特性的改善

通过建立单相PWM整流器的数学模型,分析了电压外环采用PI控制器、电流内环采用比例谐振控制器的双环控制策略,并给出了电压外环PI控制器的设计公式。指出了比例谐振控制器因带宽小会导致系统稳定性降低,采用准比例谐振控制器则不仅可以增加带宽,还可以减小系统对电路参数及电网频率波动的敏感性。针对输出直流电压中二次纹波电压限制了电压外环带宽的问题,对比分析了3种在电压环控制器中抑制纹波电压的方法,提出了一种在比例积分滤波控制器上并联二阶陷波器的改进电压外环控制器。最后,仿真和实验验证了所提出方法的有效性和正确性。     

PWM整流器在静止坐标系下的准直接功率控制

关于三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的控制方法一般采用两相旋转坐标系实施控制。一个主要原因是在同步旋转坐标系中电压、电流等变量在稳态时表现为直流信号,可以采用获得广泛应用的PI调节器达到稳态无静差控制。通过分析电压型PWM整流器的瞬时功率,在两相静止坐标系下提出一种新型的准直接功率控制策略。与传统的方法相比,省去了电网电压相位信息检测(如锁相环等)、电流环解耦控制以及旋转坐标变换,减少了检测环节误差带来的干扰以及参数不准确造成的解耦不彻底问题,提高了系统的稳定性,在两相静止坐标系下即可实现PWM整流器在电网侧单位功率因数运行。同时,对采用谐振控制器时,内外环控制器参数的设计进行理论分析并提出参数设计方法。计算机仿真与30kVA三相PWM整流器上的实验结果表明,本文提出方法性能优良、动态响应迅速。     

分裂电容式PWM整流器的矢量控制策略研究

阐述了分裂电容式三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构、工作原理及运行模式。对变流系统控制对象进行了数学建模,并对其在旋转坐标系下的数学模型进行了分析。针对该数学模型,采用矢量控制同步PI电流调节策略,描述了它对电流环和电压环的不同要求,并对电流环和电压环进行了控制参数的设计。其中,电流内环设计了基于旋转坐标系下三电流环PI调节器的参数;电压外环设计了直流电压控制及针对分裂电容系统的电压偏差补偿PI调节器的参数。实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能有效抑制低次谐波。     

三相电压型整流器反馈线性化解耦系统的PI控制器参数整定

根据三相电压型整流器在dq坐标系下的数学模型,应用非线性微分几何理论中的状态反馈线性化方法,采用直接电流控制策略,设计了基于PI控制器的闭环控制系统。该控制系统能将有功功率和无功功率解耦,并可以对PI控制器参数进行有效的整定。,仿真结果表明所提出的控制策略是可行的。     

静止坐标系下电流源型PWM整流器多环控制策略

针对电动汽车动力电池组,本文设计出一种基于三相电流源型PWM整流器拓扑的大功率快速充电系统。然而,在传统多环电流控制策略中,通常需要将采样信号经Park变换得到直流信号,以便采用PI控制器进行有效控制。因此需要锁相环以及引入解耦项,从而增加系统的计算量。为了改善上述控制方法的不足,文中在静止坐标系下采用比例谐振控制器以实现对网侧电流的直接控制。同时,对采用谐振控制器时,内外环控制器参数的设计进行理论分析并提出参数设计方法。最终,通过Matlab仿真与动力电池组充电实验证明了所提出控制策略的优良性能。     

线性自抗扰控制技术在PWM整流器中的应用

传统脉宽调制(PWM)整流器电压外环控制多采用比例积分(PI)调节器,但负载发生突变或直流侧给定电压突变时,PI控制存在延时、易出现积分饱和,系统动态性能较差。研究了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)技术的控制策略并给出具体的设计方法。建立PWM整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,采用电压外环和电流内环的双闭环控制方案,电流环采用基于前馈解耦的PI控制,电压环采用LADRC,提高了系统的响应速度和控制精度,增强了系统的抗扰性能。仿真和实验结果验证了该控制方案的可行性和正确性。     

基于STM32的三相高功率因数整流器

针对二极管不控整流和相控整流电流波形畸变严重、谐波分量大、功率因数低等问题,建立了三相PWM整流器的低频等效数学模型,设计了电压、电流双闭环PI控制器,制定了合理的PWM控制策略,并通过实验对整流器模型、控制器和控制策略进行了验证。实验结果表明,本文设计的整流器交流侧电压和电流波形基本同相,即网侧功率因数高。说明PI控制器的稳定性较高,控制策略设计合理。     

电网不平衡时电压型PWM整流器混合无源控制

针对国内外电网不平衡时电压型PWM整流器控制策略存在控制结构复杂和控制性能不佳的问题,提出了由直流电压环(PI)与无源电流控制器组成的电压型PWM整流器混合无源控制器。基于整流器的EL(Euler-Lagrange,EL)模型,利用阻尼注入方法设计了无源电流控制器。根据无源电流控制器确定出具有补偿电网不平衡功能的开关函数。该混合无源控制器只需电压、电流的实时值,通过混合无源控制器就可消除或抑制整流器输入电流中的所有谐波且使整流器具有恒定的直流电压;可使整流器具有良好的性能和简单的控制结构。仿真和实验结果表明,电网不平衡时电压型PWM整流器混合无源控制是可行的。     

基于模糊自适应控制的三相PWM整流器

主要介绍了三相高功率因数PWM整流器电流环和电压环的设计,并成功的将参数自适应PI调节应用到整流器的控制策略中,以提高直流侧电压的控制精度。仿真结果表明,这种新型PI控制方法响应快、鲁棒性强、抗干扰能力好,较传统PI控制具有更好的动、静态特性。     

模糊自适应PI调节在三相PWM整流器中的应用

介绍了三相高功率因数PWM整流器电流环和电压环的设计,并成功地将参数自适应PI调节应用到整流器的控制策略中,以提高直流侧电压的控制精度。仿真和实验结果表明,该控制方法响应快、鲁棒性强、抗干扰能力好,较传统PI控制具有更好的动、静态特性。     

抗干扰的三相PWM整流器改进前馈控制策略

基于三相PWM整流器的电压、电流双闭环控制结构,不影响系统跟随性的前提下,电流内环加上前馈补偿,提高其抗干扰性能。根据输入输出之间的功率平衡关系,电压外环加上负载电流反馈,抑制负载扰动对系统的影响。对q轴(有功功率轴)电流与d轴(无功功率轴)电流独立控制,并给出了电压调节器与电流调节器的设计、计算方法。最后,通过simulink软件,控制方法采用SVPWM的电流控制方法仿真,表明系统稳定性和抗干扰性都明显提高。     

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。     

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统

提出了一种性能良好的电压矢量控制PwM整流器方法.根据dq坐标系下整流器数学模型,用控制整流器系统中有功和无功功率的方法间接控制相互有耦合的输入有功和无功电流分量.控制系统电压外环用PI调节器输出有功指令电流分量,反馈输入电流与指令电流的误差作为两个电流滞环调节器的输入.滞环输出经过开关逻辑表选择出合适的电压矢量,不需计算开关作用时间,控制整流器输入电压和电流同相位,输入电流正弦化.仿真和实验结果证明了该控制方法简单,动态性能好,易实现.     

双闭环控制的三相电压型PWM整流器研究

本文给出了三相电压源型PWM整流器(VSR)的拓扑结构以及数学模型,介绍了电流电压双闭环控制系统的设计,采用基于电网电压定向的控制策略和电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,最后使用DSPTMS320F2812设计了控制系统,实现全数字化整流.实验结果表明:PWM整流器能实现单位功率因数运行和输入电流正弦化,具有较好...     

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。     

基于双PWM补偿型单相交流稳压电源的设计

应用PWM整流器代替二极管不可控整流,既减少对电网的谐波污染,又可以实现能量双向流动。电压电流双闭环控制保证了直流侧电压的稳定和交流侧电流对电网电压的跟踪。逆变器采用了固定开关频率的直接电流控制方法中预测电流控制,电流内环采用比例调节,提高了电流响应速度。电压外环采用电压有效值反馈的PI调节,保证对逆变器输出电压的稳定可靠控制。逆变器的输出电压是补偿电压,与稳压电源的输入电压串联叠加得到稳压电源的输出电压。利用Simulink仿真工具,对所设计的电源进行仿真,验证了控制策略的可行性。最后做实验验证了设计结果。     

基于单神经元自适应PI的PWM整流器控制

根据三相电压型PWM整流器的基本结构及数学模型,推出以电网电压定向的矢量控制方法,在Matlab环境下搭建了三相PWM整流器控制系统仿真模型。将单神经元自适应PI控制引入到系统中,用S函数实现了单神经元自适应PI控制算法,对基于单神经元自适应PI控制算法与基于普通PI控制算法的三相PWM整流器系统分别进行了特性仿真,结...     

三相电压型PWM整流器的双滑模控制方案研究

三相电压型PWM整流器是一个强非线性系统,采用常规线性控制难以达到理想的控制效果,动态性能差且参数调节复杂。滑模控制(SMC)可有效解决非线性系统的控制问题。针对电压外环采用滑模控制而电流内环采用非滑模控制方案对PWM整流器整体动态性能和鲁棒性的影响,提出了电压外环和电流内环均采用滑模控制的双滑模控制方案。给出了双滑模控制系统的详细设计过程,并通过Matlab/Simulink搭建了系统仿真模型,对双滑模控制方案和电压外环采用滑模控制、电流内环采用PI控制方案进行对比仿真。结果表明,采用双滑模控制的PWM整流器系统不仅设计和实现简单,而且具有更优越的鲁棒性和动态性能。     

基于DSP和CPLD的三相PWM整流器设计

结合三相电压型PWM整流器的数学模型,对整流器控制策略进行了研究,设计了基于PI调节器的电流内环和电压外环的双闭环控制策略,并以DSP和CPLD为核心构建PWM整流器控制系统,给出了具体硬件电路和详细软件流程.实验结果表明,该PWM整流器可有效抑制谐波,实现网侧单位功率因数控制,具有优越的动静态性能.