Sepic变换器直接电流控制

基于李亚普诺夫直接法和输入输出线性化控制法,提出了一种新型Sepic变换器直接电流控制策略。建立了Sepic变换器单输入单输出仿射非线性系统模型。采用李亚普诺夫直接法,建立了Sepic变换器李亚普诺夫直接法控制系统。在李亚普诺夫直接法的基础上提出了一种直接电流控制方法,通过直接控制电感电流,间接获得期望的输出电压。比较分析发现该直接电流控制法比李亚普诺夫直接法控制结构更简单,控制代价更低,易于数字实现。数值仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和优越性。基于所提控制方法的系统输出无稳态误差,并对负载扰动具有较强的鲁棒性。     

Zeta变换器直接电流控制

对于Zeta变换器,在李亚普诺夫直接法的基础上提出了一种直接电流控制方法,通过直接控制电感电流,间接获得期望的输出电压,实现了原系统的部分线性化即输入输出线性化。进一步指出所提直接电流控制方法比李亚普诺夫直接法控制系统结构更简单,控制代价更低。数值仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和优越性,控制系统具有良好的稳态和动态特性。     

开关DC-DC变换器电容电流脉冲序列控制

提出一种电容电流脉冲序列(CC-PT)控制技术。与传统脉冲序列(PT)控制技术不同,CC-PT控制技术通过采样电容电流与预设高、低基准电流比较,得到两组频率相同、占空比变化的高、低功率控制脉冲。以CC-PT控制Buck变换器为例,阐述了其工作原理,分析了其控制特性。理论分析与实验结果表明,CC-PT控制技术采用电容电流作为内环反馈,限制了电感电流纹波的变化范围,有效抑制了低频振荡,减小了变换器输出电压纹波。实验结果表明,CC-PT控制连续导电模式(CCM)开关变换器同样具有PT控制瞬态响应速度快的优点,且具有比PT优越的稳态特性。     

电流控制型PWM开关变换器的稳定性研究

给出了峰值电流控制模式稳定性的数学证明，提出了驱动脉冲宽度稳定性概念。结合控制芯片的频率特性，对平均电流控制模式的稳定性进行了研究，提出了最佳补偿网络的概念，得出了几个简洁的理论公式，为电路设计提供了完整的理论根据。     

Cuk变换器输入输出线性化直接电流控制

对于Cuk变换器,提出了两种非线性控制方案包括李雅普诺夫直接法和输入输出线性化控制法。在李雅普诺夫直接法的基础上提出了一种直接电流控制法,通过直接控制电感电流,间接获得期望的输出电压,实现了原系统的部分线性化,即输入输出线性化,并指出输入输出线性化比李雅普诺夫直接法控制系统结构更简单,控制代价更低。数值仿真和实验验证了所提控制方案的正确性和优越性,控制系统具有良好的稳态和动态特性。     

基于航空电源的九开关变换器控制方法研究

对基于航空电源的九开关变换器控制方法进行了研究,该系统由永磁同步发电机、九开关变换器以及控制器组成。介绍了九开关变换器的分时控制原理,将变换器的控制分为机侧整流控制模型和网侧逆变控制模型来分别进行研究,机侧与网侧模型都采用了双闭环控制的方法,通过Matlab/Simulink仿真得出:所采用的控制方法达到了变速恒频发电的要求,并有效地减少了网侧输出电流的谐波含量。     

Buck变换器直接电流和直接电压模型预测控制

为减小模型预测控制(MPC)决策时的计算量,实现Buck变换器预测控制的在线决策,在此提出一种基于简化离散模型的Buck变换器的预测控制策略。基于简化离散模型在不同运行模式下各状态变量与控制占空比的关系特性,设计了在电流连续模式(CCM)和电流断续模式(DCM)下不同的控制目标函数,最小化目标函数进行控制占空比预测。根据模型递推电流状态,进行变换器运行模式预测。根据模型递推电压状态,为变换器提供输出电压运行轨迹预测。根据预测的运行轨迹与Buck变换器输出电压之间的偏差,进行预测占空比的补偿策略设计,以消除模型系数线性化及变换器系统寄生参数引起的控制偏差。实验结果验证了控制策略能在各种运行条件下对变换器输出电压准确、快速地控制。     

九开关变换器脉宽调制策略

相对于传统的背靠背式十二开关变换器结构,九开关变换器结构在开关数目上减少了25%,在变换器的成本、体积方面体现出了自身的优势。文中详细介绍了新型九开关变换器的脉宽调制策略,并总结了九开关变换器的无死区调制方法。在此基础上,提出一种新型交叉调制方法,解决了原有脉宽调制方式在调制深度方面的不足,并以六开关单相变换器结构为例进行了仿真分析。     

基于直接电流控制的并联型PFC变换器研究

提出了并联型功率因数校正(PFC)的概念,揭示了基于直接电流控制的并联型有源电力滤波器(APF)和传统PFC技术的内在联系。并联型PFC兼具并联型APF和传统PFC的优点,即只需处理谐波和无功功率,装置容量小,效率高,且无需计算谐波及无功电流,就能实现单位PFC,且控制简单。在此详细分析了并联型PFC变换器的工作原理,建立了系统的小信号模型,并对系统参数进行优化,最后通过1 kW,20 kHz的原理样机验证了并联型PFC系统具有良好的谐波补偿效果和PFC性能。     

九开关变换器驱动六相PMSM的容错控制

研究了一种基于SVPWM算法的九开关变换器驱动双Y移30°永磁同步电机的容错控制策略。根据九开关变换器的工作原理,得到断相后的空间电压矢量,选择合适的基础电压矢量,提出适用于断相后电机的SVPWM算法;根据断相后电机相应的约束条件,采用矢量空间解耦的方法,确定了变换矩阵,建立了单相断路的电机数学模型;仿真实验验证了该容错控制策略的可行性。     

基于全桥变换器的开关磁阻电机直接转矩控制

不对称半桥变换器作为开关磁阻电机最常使用的功率电路,控制性能良好,能够最大程度发挥开关磁阻电机的性能,但是目前相关产品并不成熟。该文选取一种通用全桥变换器直接与开关磁阻电机各相绕组的连接方式,优化两相串联导通的逻辑,并且在此基础上依据串联导通的作用时间和相序划分各导通逻辑的区间。将改变电机运行状态的各有效开关组合与区间一一对应,配合直接转矩控制方法产生的转矩滞环信号,在各区间内对转矩进行滞环调节,最大程度抑制转矩脉动。实验结果表明,全桥变换器下的直接转矩控制逻辑具有良好的动、稳态性能。     

Buck-Boost变换器非线性电流控制研究

基于输入输出线性化,提出一种新型Buck-Boost变换器非线性电流控制方法。通过研究系统的内动态稳定性,指出采用电压模式控制时,其内动态不稳定;采用电流模式控制时,其内动态稳定,可通过直接控制电感电流来间接控制输出电压。因此,采用输入输出线性化非线性控制方法推导出新的电流控制律,仿真及实验结果表明,该方法能保证电感电流有效精确地跟踪给定值,输出电压无稳态误差,控制系统动稳态性能良好且对系统参数扰动具有较强的鲁棒性。     

零电流开关准谐振Boost变换器的无源控制

分析了零电流准谐振升压(ZCS-QRC Boost)变换器的工作原理。采用时间平均法对ZCS-QRC Boost变换器的状态方程进行简化,并对其采用无源控制方法,不但能够得到确保全局稳定的控制器,而且能消除输入电压负载扰动等引起输出电压的变化。通过Matlab仿真及实验验证了采用无源控制的ZCS-QRC Boost变换器的系统有较强鲁棒性以及稳定的输出电压。     

滞环电容电流脉冲序列控制开关DC/DC变换器

电容电流脉冲序列(CC-PT)控制技术能解决占空比小于0.5时输出电压的低频振荡问题,但当占空比大于0.5时,低频振荡问题难以克服。在CC-PT的基础上,提出一种滞环CC-PT(HCC-PT)控制技术。HCC-PT通过在控制环路中加入电容电流的谷值限流环,抑制了CC-PT控制开关变换器在占空比大于0.5时所产生的低频振荡现象。分析了CC-PT控制Buck变换器在占空比大于0.5时低频振荡的产生机理,阐述了HCC-PT控制Buck变换器的工作原理,分析了其工作特性。理论分析及实验结果表明,HCC-PT控制在继承了CC-PT控制瞬态响应快的优点的同时,解决了CC-PT控制Buck变换器在占空比大于0.5时的低频振荡问题,扩大了输入范围,提高了变换器的稳态性能。     

基于输入电流连续型开关升压变换器的永磁同步电机预测电流控制方法的研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)驱动系统存在的问题,应用一种连续型开关升压逆变器,通过应用预测控制方法提高PMSM控制性能。拓扑电路在逆变电路和输入直流电源之间加入一个开关升压电路,以达到提高系统电压增益和消除死区的目的,同时可使系统具有更高的可靠性。此外,采用预测电流控制(PCC)方法对PMSM进行控制,与传统的矢量控制技术相比,PCC具有更快的动态响应,并减少了电流脉动。最终,通过试验验证了基于开关升压变换器的PMSM PCC的可行性。     

低电压应力零电流开关降压变换器

提出一种低电压应力的Buck变换器。该变换器能在整个负载范围内实现所有开关管的零电流开关(zero current switching, ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(zero voltage switching, ZVS),而且通过无源箝位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰;此外,所有开关管的电流应力都很小。该文详细分析了该变换器的工作原理以及箝位支路的作用机理,并通过状态空间平均法分析了该变换器的稳态和动态特性,最后在一台1 200 W的原理样机上进行实验验证,并给出实验结果。     

CCM开关变换器离散滞环电容电流脉冲序列控制方法

针对传统脉冲序列PT(pulse train)控制连续导电模式CCM(continuous conduction mode)开关变换器存在的低频振荡问题,提出了一种离散滞环电容电流脉冲序列DHCC-PT(discrete hysteretic capacitor current-pulse train)控制方法 。DHCC-PT控制方法通过限制每一个开关周期起始时刻电容电流i_C(nT)的运动区域,将其控制在不易发生低频振荡所对应的电容电流边界区间内,即可实现低频振荡的有效抑制。以CCM Buck变换器为例,详细阐述了DHCC-PT的基本原理、控制流程以及低频振荡抑制机理,设计了简单可靠的DHCC-PT控制器实现电路,并通过仿真和试验对其控制规律和输出特性进行了研究,验证了控制方法的可行性和理论分析的正确性。研究表明：DHCC-PT控制方法简单有效,DHCC-PT控制CCM开关变换器具有良好的输出电压特性。     

九开关变换器驱动六相永磁同步电机的SVPWM控制

九开关变换器采用SPWM算法驱动六相电机时,电压利用率低和电流谐波含量较高。针对上述问题,研究了九开关变换器驱动六相永磁同步电机的SVPWM算法。首先介绍了九开关变换器的结构和工作原理,然后阐述了SVPWM算法的具体内容,包括基本电压矢量选择、扇区判断、基本电压矢量作用时间计算、不对称六相时间计算,最后在Matlab/Simulink中进行了仿真实验,验证了所提出算法的可行性。     

开关式直流功率变换器的一种直接控制方法

非线性PID控制方法是一种处理非线性控制问题的简单直接的办法。将这一方法应用于脉宽调制变换器的非线性无穷大频率平均模型，通过对升降压式变换器数字仿真分析，说明了变换器非线性ND控制器的调节性能，从而表明非线性PID控制器应用于开关式直流功率变换器的控制是可行的。     

矩阵变换器直接开关函数调制策略的研究

对矩阵变换器开关器件调制策略的研究，提出了基于直接开关函数调制策略实现矩阵变换器功率器件控制信号的原理；建立了输入侧滤波器的仿真模块，以改善矩阵变换器输入侧的电流波形；建立了离散化的开关函数仿真模块，以适用于数字仿真和工程试验；建立了开关信号发生仿真模块，以实现功率器件控制信号的输出；将各个仿真模块进行组合得到矩阵变换器的整个仿真模型。然后通过Matlab／Simulink软件仿真，给出了主要的仿真波形。仿真的结果表明该矩阵变换器采用直接开关函数的调制策略是切实可行的，该调制策略不仅使功率器件控制信号的方法具有清晰易懂、简单有效的优点，而且实现了矩阵变换器良好的输入输出电气特性。