一种混合整流技术在航空AC/DC变换器中的应用

本文研究了一种新的高功率因数、低电流谐波整流器,它适用于航空115VAC到270VDC的AC/DC变换器。该整流器采用了PWM整流与二极管整流并联结构,其中二极管整流承担绝大多数功率输出,通过适当控制PWM整流器得到低谐波、高功率因数的交流侧电流。该论文对该整流器的模型进行了分析,提出采用基于内模原理和重复控制的控制方法,并且对嵌入内模控制的重复控制器进行了稳定性分析与设计,仿真结果证明该控制器使这种半控型整流系统取得理想的性能。     

三相VIENNA整流器频率自适应快速重复控制策略

提出一种应用于VIENNA整流器的频率自适应快速重复控制方法,通过基波频率下的坐标变换,VIENNA整流器的 6ｋ±１次谐波转化为6ｋ 次交流分量,该方法根据交流分量设计内模部分的谐振频率,其分数延时部分使用拉格朗日插值多项式代替,有效的提高了电流内环的动态响应速度,当电网频率波动时,通过在线调整重复控制器内模的谐振频率,使谐振频率跟随谐波频率的实际值,从而使VIENNA整流器在电网频率波动时获得更高的电流质量,仿真结果表明所提控制策略的有效性和可行性。     

逆变器重复控制器设计与仿真

针对实际应用给出了重复控制器内模、补偿器以及周期延迟环节的优化设计方法,推导出了重复控制器的稳定性判断条件和收敛指数。基于3 kVA逆变器硬件和控制参数设计了重复控制器,给出了重复控制器各关键参数的设计过程,并进一步基于重复控制器稳定性判断条件对设计结果进行了稳定性验证。利用Matlab软件对设计结果进行了验证,仿真结果表明在逆变器控制中添加重复控制器后,能明显降低逆变器带非线性负载时输出电压的总谐波失真度值。     

基于重复控制和无差拍控制的逆变电源数字控制技术研究

随着DSP技术的发展，数字控制在逆变电源控制领域的应用受到人们的关注。逆变电源中因非线性负载等因素引起的干扰具有周期性，而这些干扰导致输出波形的畸变具有重复性，采用重复控制策略可以消除输出电压谐波，但该控制方法的动态响应慢。无差拍控制具有瞬时响应快，精度高等特点。文中将重复控制和无差拍控制相结合用于逆变电源数字控制系统中，得到更为完善的逆变电源控制策略。仿真结果表明，由该方法设计的控制器用于逆变电源系统具有输出波形好，动态响应快，适应负载的能力强等优点。     

有源电力滤波器抗电网频率波动重复控制策略

为提高重复控制器在电网频率波动时的适应能力和降低数字系统的计算负担，采用一种自适应分数阶多速率重复控制策略改善有源电力滤波器的补偿性能，电流内环控制器包含高采样速率比例控制和低采样速率重复控制两个环节，采用基于拉格朗日插值多项式近似分数阶相位滞后环节的方法构建了重复控制器的内模环节，使重复控制器谐振频率跟随电网频率变化。通过实验，将所提控制策略与传统重复控制进行对比，结果表明所提控制策略的可行性。     

改进的内模控制在机载激光通信系统的应用

为了减少机载激光通信光电跟踪稳定平台的脱靶量误差，提出一种基于观测器的二自由度内模控制方法。以经过电流环化简后的速度环为被控对象，采用二自由度内模控制对系统进行校正，将干扰观测器的控制律引入到二自由度内模控制中以降低模型误差和外部扰动对系统性能的影响。通过仿真和实验验证了所提方法的高性能。实验结果显示，改进的内模控制在抗干扰能力、鲁棒性和跟踪性能上都优于传统内模控制；将改进的内模控制算法用于实际系统中也有较好的跟踪性能，其跟踪精度约为143μrad，与传统内模控制相比提高了约24%。     

智能UPS控制技术研究

详细分析了常规PID控制、基于PID控制和重复控制的复合控制的优缺点。并在实验样机上作了对比实验，结果表明基于PID控制和重复控制的复合控制策略具有优良的控制效果，对各种负载输出电压谐波失真度满足规定要求。     

基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测

介绍了基于瞬时无功功率的谐波和无功电流实时检测理论。该理论突破了传统的平均值功率定义,系统的定义了瞬时无功功率、瞬时有功功率。可实时的检测电力系统中的谐波和无功电流。讨论了瞬时无功功率理论,得出基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测算法。结果表明,这种检测法能为抑制谐波和无功补偿提供可靠的谐波及无功分量。     

基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测

介绍了基于瞬时无功功率的谐波和无功电流实时检测理论.该理论突破了传统的平均值功率定义,系统的定义了瞬时无功功率、瞬时有功功率.可实时的检测电力系统中的谐波和无功电流.讨论了瞬时无功功率理论,得出基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测算法.结果表明,这种检测法能为抑制谐波和无功补偿提供可靠的谐波及无功分量.     

基于滑模变结构的重复控制VIENNA整流器研究

对于传统VIENNA整流器开关器件少、功率因素高且无需设置驱动死区时间等优点VIENNA型整流器受到国内外研究者广泛关注,然而其动态响应速度慢、电流谐波大易产生电网污染、抗干扰能力差等问题,成为学者研究突破的方向.目前最广泛使用的VIENNA整流器的PI控制,在鲁棒性和动态性能及上述问题中存在不足。为实现整流器性能的优化调节,本文提出一种基于滑模变结构的控制策略,即采用滑模变结构控制作用于电压外环、采用重复控制应用于电流内环,通过仿真得到电路参数对比图,验证该控制策略的显著优势,证明内模控制采取重复控制策略的VIENNA整流器具有良好的鲁棒性及动态性能。     

一种高性能的三相逆变电源波形控制策略

恒频恒压(CVCF)逆变电源的输出电压波形质量是衡量其性能的重要指标之一。文章采用一种重复控制和双闭环控制相结合的电压波形控制策略,以重复控制器提高逆变电源输出电压的稳态精度,减小总谐波畸变率;以双闭环控制器达到较快的动态响应速度。该方案在一台采用TMS320F240DSP控制芯片的50Hz三相PWM逆变器上得到验证。     

A Hybrid-Type Variable-Structure Instantaneous Torque Control With a Robust Adaptive Torque Observer for a High-Performance Direct-Drive PMSM

This paper describes a novel instantaneous torque control scheme for a high-performance direct-drive permanent-magnet synchronous motor. The scheme consists of a robust adaptive instantaneous torque observer and a hybrid-type variable-structure instantaneous torque controller. First, to robustly obtain the instantaneous electromagnetic torque information, a robust adaptive torque observer is designed by considering all possible current model uncertainties. The observation gains and uncertainties prediction rules are derived in the sense of Lyapunov theory so that the stability of the proposed estimation scheme is fulfilled. Second, to ensure perfect tracking of the output torque and providing means in eliminating torque ripples, the frequency modes of the disturbances to be eliminated should be included in the stable closed-loop system. To achieve this objective, a hybrid-type variable-structure controller with internal model, for the flux harmonics and system uncertainties, is adopted. The hybrid controller shows better disturbance rejection without control chattering. Comparative evaluation results are presented to demonstrate the validity and effectiveness of the proposed instantaneous torque control scheme.     

机载激光通信的重复自抗扰视轴稳定控制

机载激光通信的视轴稳定是建立激光通信链路的前提。针对通信终端载体的非线性扰动和扰动模型未知造成视轴稳态误差较大的问题,结合自抗扰控制与重复控制,提出了重复控制补偿自抗扰算法,以完全消除周期性稳态跟踪误差。仿真实验结果表明,与自适应PID控制方法相比,重复控制补偿自抗扰算法可以有效抑制平台的非线性扰动,提高了系统的稳态精度,并且具有较快的响应速度与较强的鲁棒性。     

Reducing the manufacturing costs associated with hard disk drives-a new disturbance rejection control scheme

A new disturbance rejection control scheme is developed for cost-effective hard disk drive manufacturing. The proposed disturbance rejection controller is capable of attenuating both repeatable disturbances and nonrepeatable disturbances, which are two of the major detractors to hard disk drive quality and performance. The control scheme overcomes the drawback of typical internal-model-based repetitive control schemes which cancel repeatable disturbances, but amplify disturbances at other frequencies. This is achieved by a systematic combination of the internal-model-based repetitive controller with a loop shaping filter. It is shown that the internal-model-based repetitive controller is a special case of the proposed controller. Robustness of the controller is also studied. Simulations using disturbances reconstructed from actual drive level position error signal (PES) measurements have been carried out to show the effectiveness of this control scheme.     

电压型逆变器输出波形控制技术

文中将目前逆变器输出波形控制技术分为基于周期的控制和瞬时值反馈控制。基于周期的控制是通过对误差的周期性补偿,实现稳态的无静差效果,主要包括重复控制和谐波反馈控制。瞬时值反馈控制利用快检测,及时对逆变器的输出波形进行校正,主要包括瞬时值内环反馈控制、PID（单闭环）控制、双闭环控制、线性多变量状态反馈控制等。在对这些控制方法的特点作了相应的分析,从波形控制的实际要求出发,提出了最有前途的方案。     

有源电力滤波器改进快速重复控制方法的研究

有源电力滤波器应具有动态响应快和稳态精度高的特点,使用传统重复控制的有源电力滤波器进行谐波补偿时系统的响应速度较慢。对此,根据有源电力滤波器的数学模型,提出一种将比例控制与快速重复控制相并联的复合控制方法。通过建立电网在dq同步旋转坐标系下的数学模型,可以将指令电流中的基波分量转化为直流量,并且将2k±1次谐波分量转化为2k次交流量。这种控制策略可以消除所有奇次谐波并提高系统动态响应速度。通过仿真建模,将所提控制策略与传统重复控制进行比较,仿真结果验证了所提控制策略在保证稳态精度高的同时,可以有效地提高动态响速度。     

快速永磁同步电机电流矢量闭环I/F控制方法

本文针对传统的开环I/F控制方法存在电流幅值固定、抗负载扰动能力弱、转速易波动的问题,提出了一种快速永磁同步电机电流矢量闭环I/F控制方法。该方法在PMSM开环I/F控制方法的基础上引入电机的瞬时有功功率的扰动量调节电流矢量的转速,增加电磁转矩中的阻尼转矩分量,加快电机的转速收敛过程;通过对I/F控制下的模型分析,计算得到电机的功率因数角,利用功率因数角调节电流矢量的幅值,使给定电流幅值跟随负载转矩。仿真和实验结果表明:提出的快速I/F控制方法能明显提高电机快速跟随负载的能力,改善电机转速动态收敛特性、稳定性。     

重复控制在IGBT逆变电源中的应用

为了有效解决由非线性负载和死区等因素引起的输出波形畸变问题,提高稳态控制精度,研究并实现了基于重复控制算法的单相逆变电源。研究工作主要集中在建立单相逆变电源的数学模型和状态方程;分析重复控制器的基础理论和稳定性,详细讨论周期延时环节、超前环节、补偿环节的陷波器、二阶低通滤波器等各组成部分的设计方案,总结出工程实用的重复控制器设计步骤;利用MATLAB/Simulink进行建模和仿真分析;对控制系统的核心算法使用基于模型的设计方法,直接生成C代码;最终在3KVA的单相IGBT逆变电源实验样机上进行算法验证。实验结果表明该方案的有效性和可行性。     

RRO Compensation of Hard Disk Drives With Multirate Repetitive Perfect Tracking Control

In this paper, novel repetitive controllers are proposed based on perfect tracking control (PTC) in order to reject high-order repeatable runout (RRO) of hard disk drives. First, the feedback approach of the repetitive PTC (RPTC) is developed with internal model of periodic disturbance. Although this method has performance robustness against small plant variation, the internal model worsens the stability robustness for big modeling error. Then, the feedforward (FF) approach of RPTC is introduced with switching mechanism such that the high-order RRO can be rejected without any sacrifice of the closed-loop characteristics. In both approaches, multirate FF control is utilized to overcome the unstable zero problem of discrete-time plant. Finally, the advantages and disadvantages are demonstrated through simulations and experiments.     

基于重复滑膜控制的PMSM的矢量控制系统

针对永磁同步电机(PMSM)在负载突变时产生的抖振现象,文中提出了一种重复滑模控制方法。首先,详细介绍了永磁同步电机的数学模型和滑膜变结构的基本原理,并在PMSM速度环上采用滑膜控制方法代替传统的PI控制。其次,具体分析了重复控制的基本原理,在滑膜控制的基础上加入重复控制,提出了一种新型的重复滑膜控制策略,建立了基于MATLAB/Simulink的电机仿真模型。仿真结果表明,此控制方法在电机转速上升阶段具有较好的系统响应性;在电机突加负载时,电机转速最大突变值比使用滑膜控制时减少了74.55%,且电机恢复到稳定状态用时为使用滑膜控制时的37.5%;验证了所提出的重复滑膜控制方法具有较强的抗负载性和系统稳定性。