电能质量调节器的改进无差拍控制

传统的无差拍控制是精确数学模型的控制方法,其控制特性受系统参数变化影响较大。为了提高系统的跟踪准确度,笔者提出在线辨识参数的改进无差拍控制策略。分期实时地修正控制参数,使其对系统参数的变化具有良好的适应性,从而有效地改善了系统的跟随性能。     

统一电能质量调节器同步无差拍控制方法研究

提出一种新的UVQC控制方法，把UVQC串联侧和并联侧逆变器作为一个整体，对串联侧和并联侧同时进行参考值计算和开关器件控制，使电压补偿和电流补偿同步协调工作。为易于数字化实现并弥补大量计算所带来的延时，采用无差拍控制结合SVM方法来控制电力电子器件开关跟踪参数值。为减少传感器数量，设计一个降维观测器来估计状态。该文还对该方法的鲁棒性进行了探讨。分析和仿真证实了该方法的有效性和可行性。     

有源电力滤波器改进无差拍控制方法

针对并联型有源电力滤波器拓扑结构提出了一种改进无差拍控制方法,在传统的无差拍控制方法的基础上,令有源电力滤波器一个开关周期内的平均值跟踪参考,经过计算得到下一个周期的开关占空比。该方法具有计算简单、延时小、对参考电流突变有较好跟踪效果和输出电流纹波小等优点,并可以有效补偿由于中性点隔离对控制性能的影响。文中给出了详细的理论分析,并设计制作了一套三相三线制并联有源滤波器实验装置,实验结果验证了所提出控制方法的可行性和有效性。     

柔性多状态开关参数辨识无差拍控制

柔性多状态开关(SOP)作为一种多功能性的新型电力电子装置,既能够优化配电网中的潮流,又能够优化电压分布。文中先推导了SOP的数学模型,针对多端口SOP传统PI双环控制的PI参数较多,且整定比较困难的缺点,利用无差拍控制设计电流内环,从而减少PI控制器的数量,简化控制电路的设计。针对无差拍控制对滤波电感较为敏感,抗电感参数摄动能力差的缺点,加入参数辨识环节,对系统参数进行跟踪估计,提高无差拍控制的鲁棒性。然后就基于参数辨识的无差拍控制对各端口的U_dcQ、PQ以及U_acf控制模式进行算法实现。通过在MATLAB/Simulink中进行仿真实验,验证了所提控制算法的可行性。     

基于模糊辨识的UPS逆变器无差拍控制策略的研究

介绍了UPS逆变器无差拍控制的基本原理，通过仿真和实验分析了控制系统的稳定性和参数灵敏性，提出了基于在线模糊辨识的无差拍控制策略。实验结果表明，这种控制方法在控制对象参数变动时仍然保持了系统稳定性和输出电压的无差拍特性，大大提高了传统无差拍控制逆变器系统的鲁棒性。     

DVR电压波形跟踪无差拍控制方法

针对动态电压恢复器DVR(Dynamic Voltage Restorer)电压补偿信号的不确定性,根据选择的DVR逆变电路进行了无差拍控制算法研究。对于任意负载模型。利用系统的状态方程和状态变量的信息,结合状态观测器和电压、电流预测算法,推算出下一采样周期的逆变器开关控制量,使输出电压跟踪参考电压。实现了对不确定电压补偿分量的跟踪补偿控制。提出了一个具体的实现方案,仿真结果验证了算法的正确性和可行性。     

基于重复原理的无差拍控制单相逆变器

采用了一种基于重复原理的无差拍控制单相逆变器的控制方案,即根据无差拍控制中的周期预测与重复控制的相似性,利用谐波信号的周期性进行预测与控制。通过重复控制器来修正无差拍控制中由于各种原因而造成的周期性的控制偏差,对重复控制器各环节进行合理的设计以改善系统的动态性能和稳态性能。该控制方案既保留了无差拍环节动态响应快的特点,又吸纳了重复控制无稳态误差的优点。系统处于稳定运行状态时,重复控制可增强系统抗周期性干扰能力,改善系统稳态特性;负载出现大的扰动时,无差拍环节可感受到输入误差的突变并立即产生调节作用,保证系统有较快的响应速度。对该控制策略进行了全面的理论分析,基于理论分析,在Matlab中对该系统进行了仿真设计,同时搭建了一个单相SPWM逆变器的硬件平台,在该硬件平台上采用数字控制算法实现了该控制方案。仿真与实验结果均表明,与传统的无差拍控制相比该控制方案能获得更好的动、稳态性能。     

系统辨识在UPS逆变器无差拍控制中的应用

介绍了正弦波逆变电源无差拍控制的基本原理，分析了控制系统的稳定性和参数灵敏性，在此基础上提出了利用离线辨识系统结构参数实现无差拍控制器的精确设计。实验结果表明，利用该方法设计的无差拍控制正弦波逆变器系统稳定性好、输出电压波形畸变率低，具有一定的实际应用价值。     

基于系统辨识的无差拍控制在直流电源中的应用

提出了一种基于系统辨识的直流电源的无差拍控制方法。通过对系统参数的离线辨识 ,获得与系统配合得当的无差拍控制参数 ,对电源进行控制。通过计算机模拟仿真和实验 ,证明该方法切实可行     

基于无差拍控制的线电压检测动态电压恢复器

动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)是用于电能质量控制的主要设备之一。文章设计了一种DVR拓扑结构,不同于传统三相独立补偿单元的DVR,它针对三相三线制电网,采用2个独立补偿单元,经由滤波电容直接串入主电网。根据技术要求设计实现的原理样机采用无差拍控制,通过线电压检测进行电压跌落补偿。实验证明,原理样机能及时检测系统电压扰动,并予以准确的补偿。     

三相三线制有源滤波器的改进无差拍控制

针对平推预测无差拍控制存在稳态误差的问题,提出了一种改进的有源电力滤波器控制策略。该方法将重复控制器嵌入基于平推预测的无差拍控制,结合重复控制和无差拍控制优势,弥补无差拍控制的固有缺陷,快速消除每一采样周期的稳态误差。根据有源电力滤波器的数学模型,得到应用于电流环的无差拍控制算法,给出了重复无差拍控制电流环各个子环节的设计过程。基于Matlab仿真环境和物理实验平台对所提控制策略进行分析,验证了所提方法的有效性和优越性。     

用于电能质量治理的三电平变流器预测无差拍重复控制优化及性能分析

针对用于低压配电网负荷谐波、三相不平衡和无功补偿的三相四线制T型三电平变流器,对其控制算法进行了整体优化。首先,根据dq0坐标变换前后不同频率分量之间的映射关系,设计了快速指令电流提取与预测算法,该算法不仅能够独立提取谐波、不平衡和无功分量,而且指令电流提取时间缩短至10 ms;其次,针对无差拍控制延时问题,设计了即时采样与预测无差拍重复控制结合的控制器进行优化,并分析了所提控制器的性能;最后,搭建了13 kV·A的物理样机,测试结果证实了相较于传统的预测无差拍重复控制,所设计的控制策略具有更好的控制精度与稳定裕度。     

Weighting matrix of quadratic performance index and design method of optimal deadbeat control system

A method of determination of the weighting matrix of the quadratic performance index and a method of design of an optimal deadbeat control system are discussed. First, the relationship between the weighting matrix of the quadratic performance index and the extra poles of the overparametrized pulse transfer function model is indicated. Next, a method of design of an optimal deadbeat control system is explained. Lastly, to demonstrate the effectiveness of the proposed method, some numerical examples are presented. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(1): 53–63, 2000     

基于无差拍控制逆变器的负载性质在线识别及参数估算方法

无差拍控制是一种基于对象精确数学模型的控制方法,其不足是控制器参数对控制对象参数的依赖性很强,对象参数变化,要求控制器参数也作相应变化,否则,会造成很大的控制误差。该文结合无差拍控制逆变器的特点,提出了一种负载性质在线识别和参数估算的新方法,很好地解决了传统无差拍控制逆变器控制器参数难与控制对象参数精确配合的问题。通过计算机仿真,证明了该方法的切实可行性。     

基于无差拍控制的交流电机端口特性模拟

针对电力电子负载变流器采用PI控制器无法实时跟踪电机端口特性电流的问题,提出一种基于无差拍控制的电流跟踪控制策略。本文首先分析了电力电子负载模拟交流电机端口特性的基本原理,采用Adams法求解电机数学模型,获得电机定子电流状态量作为负载变流器电流环的指令电流。考虑到电机工作状态发生变化时,端口电流会存在非重复的暂态过渡分量,而基于内膜原理的控制器无法实现对该电流的实时跟踪,所以提出采用无差拍控制器。鉴于实际数字控制系统中至少存在两拍延迟,又提出采用线性预测方法进行补偿。最后对异步电机的典型工况进行了模拟,仿真和实验验证了本文提出的电流环控制策略的有效性。     

A design method for continuous deadbeat control systems

Deadbeat control of discrete‐time systems has attracted particular interest because it ensures setting the deviation response to zero within finite time and affords fast responsiveness. By using controllers which include a delay element, however, the deadbeat characteristics can be realized in the continuous‐time domain, and such a tracking system has been obtained. In this paper, we propose a new design method of continuous deadbeat control systems without using delay elements. Our new controller is composed of a digital deadbeat compensator using state feedback and a series smoothing filter. Illustrative numerical examples are presented. The method proposed here is very simple compared with other methods and it seems to be useful for practical applications. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 127(2): 42–48, 1999     

UPS逆变器的渐近收敛无差拍控制

传统无差拍控制应用于UPS逆变器,存在对系统参数变化的鲁棒性问题.本文提出了一种新的控制方案-渐近收敛无差拍控制.该方案与传统无差拍控制的区别是,不是将正弦信号作为参考电压,而是采用当前的输出电压和正弦信号的加权平均作为下一控制周期的目标量.基于DSP搭建了1kVA/700W的实验样机.理论分析和实验结果表明,渐近收敛无差拍控制有良好的稳态性能和快速的动态响应,对系统参数的变化有较好的鲁棒性.