自适应滞环电流控制逆变器复合控制策略

针对传统滞环电流控制下双Buck逆变器功率管开关频率不固定导致开关管损耗大、输出电压中的谐波频率范围广的缺点,采用滞环宽度可以根据逆变器电气参数实时调整的自适应滞环电流控制策略,使得开关频率基本保持固定,且滞环宽度按照2倍输出频率余弦变化.同时在电压外环中采用数字PID控制和重复控制相结合的复合控制策略,减小波形失真,...     

Boost变换器的滑模变结构控制方法研究

提出了一种Boost变换器的滑模变结构控制方法.这种方法基于Boost变换器的开关模型.在控制器中引入滞环环节,使系统可以获得固定的开关频率,并分析了开关频率与滞环宽度的关系.给出了控制器参数的调节方法.所设计的控制器响应速度快,对负载变化和电压波动鲁棒性强,易于实现.     

断续导通模式下Buck变换器的混沌分析及其滑模控制

为了分析工作在断续导通模式下的Buck变换器因负载变化而产生的分岔现象,首先建立了闭环脉宽调制Buck变换器的离散迭代映射,基于此映射绘制了输出电压随负载变化的分岔图,然后利用MATLAB仿真绘制了输出电压、电感电流波形及相应的相图,与分岔图相互印证并直观地反映了系统以倍周期分岔至混沌的过程。为了保证变换器工作的稳定性,根据滑模控制的基本思想,采用了自适应滞环调制策略,使系统稳定工作在单周期态。仿真结果表明,用滑模变结构法可以有效地避免因负载变化所产生的混沌态,使控制过程具有良好的动态响应特性及鲁棒性,且算法简单,易于实现。     

Buck变换器滑模控制的研究与实现

研究滑模变结构控制策略在Buck变换器中的应用,提出基于PWM技术的滑模控制器,解决Buck变换器滑模变结构控制性能受元器件开关速度影响的问题;设计控制器实现电路,研制实验样机,并进行实验。实验结果表明采用本文提出的方法控制Buck变换器,控制精度高,动态响应快,且系统对输入电压波动和负载变化等干扰具有很强的鲁棒性。     

一种基于滑模变结构的电压型SEPIC变换器混沌控制方法

针对高阶电压控制型开关功率变换器的非线性特征,提出了一种抑制DCM模式SEPIC变换器中的混沌现象的滑模控制方法。该方法首先根据DCM模式SEPIC变换器的工作模式特点在状态变量的选取上进行改进,使相应的相轨迹在DCM模式下均能进入滑模面,并根据滑模函数的存在条件,选取相应的滑模系数。然后引入自适应滞环控制,通过设置滞环上下限,达到稳定开关频率的目的,最终实现对系统的混沌控制。通过搭建系统的Simulink模型对方法进行的仿真结果表明：该方法即使在系统出现较大扰动的情况下也能使系统稳定地运行于单周期态,且具有动态响应速度快,输出电压纹波小等特点。     

一种APF模糊自适应可变环宽滞环控制器

为改善常规滞环控制方式逆变器开关频率高且频率变化范围大的缺陷,提出了一种基于模糊自适应可变环宽的滞环电流控制方式。由于滞环宽度随给定信号及电压的变化而自动调整,故可有效地减小开关频率及频率的变化范围。简要说明了自适应可变环宽的滞环电流控制方式的工作原理,详细地给出了模糊自适应可变环宽控制器的设计方法。通过对常规滞环控制方式、自适应可变环宽滞环控制方式及模糊自适应可变环宽的滞环控制方式的仿真研究,结果表明,所提方法有效地降低了开关频率,减小了开关频率的变化范围。由此构成的三相有源电力滤波器能很好地满足对谐波补偿的高精度和实时性的要求。     

数模混合控制双Buck逆变器研究

对一种新颖数模混合控制双Buck逆变器(Dual Buck Inverter,简称DBI)进行了研究.该逆变器克服了传统逆变器的直通问题,功率开关管和功率二极管可分别得到最优设计.电压环采用瞬时值反馈数字控制,克服了模拟器件参数不一致,以及运放温漂等缺点,具有很好的稳定性;电流环采用半周期电流滞环模拟控制,使系统在正常工作下无偏置电流,进一步提高了效率,具有优良的动态性能.试验证明,滞环电流控制DBI可以工作在较高的开关频率下,在减小滤波器件体积重量的同时,仍可获得理想的输出波形和整机效率,因此具有广泛的工业应用价值.     

混杂系统DC/DC变换器的自适应滑模控制

DC/DC变换器在工作时,输入电压或负载因外界不确定因素的影响,将导致系统出现运行工作不稳定等情况。在此采用混杂系统理论构建DC/DC变换器的观测器模型,设计自适应律观测输入电压和负载的变化,结合滑模控制响应速度快的优点,提出一种新颖的自适应滑模控制(ASMC)方法。通过Lyapunov函数证明得出输入电压以及负载变化的自适应方程并将其应用于滑模控制,利用滑模等效控制恒定开关频率,同时采用一种新型指数趋近律,相比传统指数趋近律具有更快的收敛速度。最后,搭建仿真实验平台,通过与传统比例积分(PI)算法进行比较,验证所提自适应滑模控制算法的可行性。     

定频滑模控制三电平Buck变换器研究

三电平Buck(Buck TL)变换器可以降低开关管的电压应力,提高电感电流的脉动频率以减小滤波器的尺寸。本文基于电压解耦控制方法,建立Buck TL变换器的飞跨电容电压环小信号模型和输出电压外环的定频滑模控制模型,然后分别对其控制器进行设计。通过计算机仿真证明了理论分析的正确性和有效性。     

基于RBF神经网络的Buck变换器设计

鉴于传统Buck变换器的非线性和复杂性,采用传统的PID控制器难以获得理想的控制性能,因此设计了一款基于RBF神经网络的Buck变换器。RBF神经网络能够根据检测到的输入电压以及负载的变化来控制PWM发生器,调节占空比的大小,从而维持输出电压的稳定。利用MATLAB软件编程进行仿真,仿真结果表明,在Buck变换器的输入侧加入波动范围-100 V～100 V的高斯白噪声以及在负载电阻发生大范围的变化的情况下,Buck变换器仍然可以保持输出电压的稳定,整个控制系统具有较好的抗干扰能力与稳定性,动态响应也非常理想。     

基于PWM的积分滑模控制单相AC／DC Boost变换器

以AC／DC Boost变换器为主拓扑,提出基于PWM的滑模变结构电流内环控制与PI调节器电压外环控制相结合的综合控制系统。可以使开关切换采用固定的开关频率,消除了传统滑模控制因切换频率不固定带来缺陷。仿真和研究结果表明,这种控制系统设计兼有滑模控制动态性能、鲁棒性好与PI调节器稳定性好的优点。     

基于FPGA的比例积分滑模控制DC/DC变换器研究

针对DC/DC Buck变换器的动、静态性能要求,从Buck变换器状态方程出发,设计电感电流、输出电压及其积分的线性组合滑模面,并利用该滑模面证明比例积分滑模控制的存在条件及稳定性条件,构建基于FPGA控制的Buck变换器实验平台并加以验证。据此,实现所提出的算法对Buck变换器的控制。理论分析和实验结果表明,所提出的比例积分滑模变结构控制比传统的双闭环PI控制在系统参数变化、供电电压变化以及外部干扰情况下,都具有更好的鲁棒性,具有控制精度高和动态响应速度快的特点。     

基于∑-△调制器的Boost变换器的滑模变结构控制

针对常规滑模变结构控制器应用于电流连续型Boost变换器中,存在开关频率不固定等问题,提出了一种基于∑-Δ调制器的滑模变结构控制方法。该方法选定反映控制目的的滑模面后,引入指数趋近律的方法来设计滑模变结构控制器,控制器的输出经∑-Δ调制后驱动开关管;通过对控制参数的调节,可实现Boost变换器动态性能与稳态性能之间的平衡。仿真结果表明,采用所设计滑模变结构控制器的Boost变换器开关频率固定,启动性能可调,对输入电压扰动及负载大幅度突变具有较强的鲁棒性。     

控制受限滑模控制Buck变换器设计

分析控制受限的传统滑模控制Buck变换器的滑动模态区与滑模系数和Buck变换器电路参数的数量关系,结合滑模控制开关变换器的主电路参数和性能要求,给出实现系统期望性能指标的滑模系数的设计方法,获得无输出电压振荡的滑模控制Buck变换器。仿真和实验结果验证了提出的滑模系数设计方法的有效性和可行性。     

低占空比谷值电流控制三电平Buck变换器研究

为了实现三电平Buck（Buck TL）变换器使开关管的电压应力减小为输入电压的一半、电感电流脉动频率提高为开关频率的两倍以减小滤波器的尺寸的优点,使变换器具有较高的功率密度,必须保持飞跨电容的电压为输入电压的一半。因此,基于谷值电流控制方法,建立Buck TL变换器的小信号模型,获得了小信号传递函数,然后对其补偿网络进行设计,以实现对电感电流的控制。最后,将电流控制模式和电压控制模式进行了比较,仿真验证了电流控制模式的优越性。理论分析的正确性和控制策略的可行性也得以证实。     

Buck变换器的电压电流双闭环终端滑模控制

针对传统单闭环线性滑模控制Buck变换器中存在的响应速度慢、稳态精确度低等问题,提出一种电容电压/电感电流双闭环终端滑模控制方法。考虑负载电阻未知情况,设计负载估计器,限制负载电流在额定范围内以实现过流保护;基于基尔霍夫定律建立Buck变换器在开关导通和关断两种情况下的统一微分方程模型。针对外环电容电压环和内环电感电流环,分别设计终端滑模控制器和线性滑模控制器以满足其不同的控制性能要求,实现电容和电感非线性器件的瞬态性能控制,并在有限时间内输出期望的直流电压。基于滑模存在条件,推导出保证Buck变换器在开关导通和关断两种情况下的统一稳定条件。与传统单闭环线性滑模控制方法的仿真对比证明所提控制方法的有效性和可行性。     

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。     

三态滞环电流控制全桥逆变器建模及控制

通过分析三态滞环电流控制工作原理,基于Buck变换器三态器件开关模型,建立了电感电流连续状态下三态滞环电流控制方式小信号模型.揭示出三态滞环电流控制环在开关频率较高时带来的相位延迟较小,可等效为比例环节.将该结论应用于大信号分析,建立了三态滞环电流控制单相全桥逆变器的大信号模型,引入三态滞环电流环对闭环系统带来了降阶优...     

一种新颖的并网逆变器A适应电流滞环控制策略

采用通过L滤波器滤波的单相单级光伏逆变器并网的拓扑结构和电流滞环跟踪控制,基于固定电流滞环宽度控制的数学模型,推导开关频率和滞环宽度的数学表达式,表明开关频率按照二倍频余弦调制变化,导致开关损耗,EMI增加和滤波器设计困难,提出一种能根据系统电气参数(如光伏阵列直流电压、开关频率、电网电压和参考电流斜率)动态调整滞环宽度的自适应滞环电流控制算法,能实现开关频率的固定化;为解决非线性负载光伏供电的电能质量问题,提出能实现谐波电流和无功电流分量补偿的参考电流计算器模型;提出将自适应电流滞环宽度算法,参考电流计算器、PLL锁相环技术以及最大功率跟踪算法集成在统一的柔性控制器,基于Simcouoler和Matlab/simulink的仿真分析表明,该控制策略解决固定滞环电流控制开关频率瞬时变化的问题,使滞环宽度瞬时调制而开关频率保持不变,可使电网功率因数接近为1.     

电压控制二次型Buck变换器实验装置设计

与传统Buck变换器相比,二次型Buck变换器实现了与占空比成平方关系的直流电压传输比,具有宽输入电压范围。为实现二次型Buck变换器的抗扰动能力,提出电压控制(voltage controlled)二次型Buck变换器。首先,分析了电压控制二次型Buck变换器的工作原理,并运用伏秒平衡、电荷平衡推导出连续导电模式下电压和电流关系表达式,为设计电路参数和器件选型提供依据。最后,设计并搭建电压控制二次型Buck变换器的实验装置,包括误差放大电路、比较电路、开关管驱动电路以及辅助供电电源。实验研究表明,电压控制二次型Buck变换器在负载瞬态和输入瞬态时,能实现输出电压的稳定。