三相PWM整流器反馈线性化解耦与滑模控制

建立了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,针对传统前馈解耦控制在电网不平衡时存在的缺陷,提出改进型前馈解耦控制,并根据非线性反馈线性化理论,推导出线性化方程,从而实现三相电压型PWM整流器有功、无功电流线性化解耦控制;电压外环采用滑模变结构控制,增加系统的鲁棒性与抗负载扰动能力。仿真与实验结果表明,该混合控制能较好地实现三相电压型PWM整流器的线性化解耦控制,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制功能,给出了完整的理论分析及实验研究结果。     

基于电流解耦控制的三相电压型PWM整流系统分析与设计

建立了三相电压型PWM整流器电流控制数学模型,输入电流在静止坐标系下实现了固定开关频率的解耦控制.得到了系统交流侧滤波电感,直流侧电压值以及系统结构和控制器的设计方法.同时,分析了系统关键参数对交流电流谐波含量的影响.最后,设计了一台基于固定开关频率电流控制方案的三相电压型PWM整流装置样机.实验研究表明所设计的系统可以实现整流和逆变两种运行状态双向可逆,动态特性好,交流侧功率因数接近1,所提出的设计方法是可行的.     

三相VIENNA整流器双闭环控制策略及其参数研究

通过对VIENNA整流器基本原理分析,建立了d-q坐标系下的数学模型。由于系统具有强耦合、非线性的特点,利用前馈解耦控制策略实现对d、q轴的解耦控制。一方面,基于频域法对电流内环进行分析,借助MATLAB单输入-单输出SISO(single input-single output)设计工具,合理配置电流内环控制器零点位置与环路增益,实现对网侧电流快速性与稳定性的控制;另一方面,电压外环易受到负载电流影响,通过对外环控制器零点和环路增益优化配置,提高系统鲁棒性。此外,重点分析了在负载电流干扰的情况下影响电压外环控制器稳定性的成因。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真平台,验证了电流内环和电压外环控制器参数设计的正确性与合理性,使VIENNNA整流器双闭环控制系统具有良好的稳定性能和动态性能,并在负载波动的情况下,保持良好的控制效果。     

三相电压型PWM整流器的分段启动控制

三相电压型脉宽调制(PWM)整流器主要采用双闭环的前馈解耦控制,包括电压外环和电流内环。电压外环稳定直流母线电压,电流内环控制整流器的输入功率因数。采用该控制策略的PWM整流器在启动时会产生冲击电流。分析了冲击电流的产生原因,提出了PWM整流器的分段启动控制方法。仿真和实验结果均表明该控制策略能很好地抑制PWM整流器启动阶段的冲击电流。     

风力发电网侧PWM整流器控制系统设计

为实现能量的双向流动,提高功率因数的可控性及整流器控制系统的抗干扰性,使输入电流正弦化,通过对三相PWM整流器数学模型的分析,提出一种新型的电压电流双环控制策略,即电压外环采用滑模变结构控制策略,电流内环采用前馈解耦控制策略,并通过SVPWM控制环节提高对直流母线电压的控制.设计了以TMS320F2812型DSP为核心...     

VSC-HVDC互联系统的改进前馈控制策略

为了提高柔性直流(VSC-HVDC)输电系统中系统的动态响应速度及与目标值具有更好的跟随性能,在传统直接电流控制中采用双闭环解耦控制策略基础上,针对系统中定有功功率和定直流电压控制方式,分别提出了对应的改进前馈控制策略。整流侧的定有功控制中,在其电压外环基础上增加一个预测信号输入到电流内环,以加快系统的响应速度,补偿了反馈信号的滞后性;逆变侧的定直流电压控制中,为了增加直流电压对外界的抗干扰性,把系统电压和直流电流的信号引入到该前馈控制中。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了一个2端的柔性直流输电系统模型,对系统处于不同运行状态下进行了仿真分析,结果表明,改进的前馈控制策略和目标值有较好的契合度,鲁棒性好,对外界的干扰具有一定的刚性。     

基于滑模电压控制的PWM整流器研究

建立了同步旋转坐标下三相电压型PWM整流器的非线性数学模型,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,对电压外环提出了一种基于同步旋转坐标系的滑模控制算法,电流内环采用前馈解耦控制.最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了对比仿真,结果表明基于该方法能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能.     

三相高功率因数PWM变换器可逆运行研究

研究了一种基于空间矢量调制的三相PWM双向变换系统的控制策略,该系统在整流和有源逆变工作模式下均可改善电网侧的单位功率因数.建立了两相同步旋转坐标系下的变换器低频数学模型;在分析变换器能量双向流动的基础上给出其控制方法,利用电压调节器控制变换器的功率流向,实现变换系统跟随其直流侧电压的变化在整流和有源逆变状态之间的无缝切换.这种电流电压调节器的设计方法和缓起动控制,使系统在整流和逆变模式下均可获得良好的动静态性能.最后给出了实验验证结果.     

逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制

为了实现LCL型三相光伏并网逆变器dq轴的解耦控制,同时提高系统的动态响应速度,在同步旋转坐标系下,提出一种适用于逆变器侧电流反馈的前馈解耦控制策略。并在电压外环中引入光伏阵列功率前馈、电流内环中引入电网电压前馈。视各耦合项为扰动,采用闭环传递函数的求解方法以获取实现解耦控制的前馈系数,同时分析了滤波器参数在发生变化时其对dq轴解耦效果的影响。通过Matlab建立系统仿真模型,仿真结果表明:所提解耦控制策略使LCL型三相光伏并网逆变器不仅实现了dq轴的解耦控制,而且在保证强鲁棒性及高入网电流质量条件下具有良好的动、静态性能。     

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。     

基于相位补偿的高频Vienna整流器解耦控制方法

针对三相三线制Vienna整流器控制频率与输入电压频率比值较低时dq轴耦合加剧的问题,采用基于复系数传递函数的方法,推导了Vienna整流器电流环的开环传递函数。在同步旋转坐标系下,建立了考虑数字控制延时后的电流环复系数控制模型,对该模型的分析与研究表明,考虑数字控制延时后,传统电流前馈解耦方法不能实现完全解耦。为解决此问题,提出了一种带相位补偿的电流前馈解耦控制方法。该方法将输出的控制信号乘上延时对应的相位补偿量后作为新的控制信号,以消除延时对控制环路的影响,有效提高了电流环的性能。最后搭建了1 000 W的Vienna整流器仿真与实验平台进行验证,仿真与实验结果证明了所提控制策略的有效性。     

带有光伏发电的UPS双向逆变器控制策略的研究

本文提出了一种带有光伏发电的UPS系统,阐述了该系统的结构图。在分析双向变换器的拓扑结构、工作原理的基础上,采用基于前馈解耦控制的双环控制策略,实现整流逆变不同模式的自动切换以达到能量双向流动的目的。该方法具有输入电流无静差跟踪,对电网谐波污染少、功率因数高等优点。     

级联H桥整流器谐波分析及混合控制

针对单相级联H桥整流器(cascaded H-bridge rectifier, CHBR)输入输出瞬时功率不平衡导致直流侧电压中含有二倍频纹波,造成网侧电流低次谐波污染的问题,提出了一种嵌入N次陷波滤波器的混合控制策略。首先根据CHBR数学模型和双闭环控制策略,分析CHBR网侧电流谐波产生的机理及推导其谐波分布规律。其次在dq旋转坐标系下的前馈解耦控制基础上,引入瞬态直接电流控制思想。然后分析了N次陷波滤波器对网侧电流谐波的抑制效果,给出N次陷波滤波器参数设计和离散方法。接着详细讨论了N次陷波器嵌入电流内环控制的设计方法,该方法有效抑制了网侧电流的3、5、7次等低次谐波,减少了PI控制器的负荷。最后,实验结果表明所提控制策略具有更小的电压超调和更短的动态响应时间,明显降低了网侧电流畸变率。     

两级式单相逆变器的二次功率解耦控制

两级式单相逆变器由前级DC/DC和后级DC/AC组成,通常利用负载电流前馈提高DC/DC的动态响应能力,但DC/AC输出瞬时功率的二次脉动,会由前馈通道使DC/DC的输入源产生二倍频电流。为了消除负载瞬时功率脉动对前级DC/DC的影响,提出在电压环引入串联虚拟阻抗以及增加电流环有功指令的前馈解耦控制方法,并推导出2条前馈通路的最优组合方式。在此基础上给出串联虚拟阻抗和有功电流前馈的优化选取方法以及控制器参数设计思路。该方法不仅能有效抑制输入侧的低频纹波电流,保证了系统的稳态性能,而且能够完整快速提取前馈分量,提高了DC/DC负载突变时的响应速度,实现了前后级之间的二次功率解耦。理论分析表明,所提控制既能满足二倍频电流抑制要求,又增大了电压环带宽,系统的动态特性更强。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于自抗扰的单相PWM整流器直接功率控制

为改善单相两电平PWM整流器的动态性能,本文在传统外环采用PI控制,内环采用功率前馈解耦直接功率控制的双闭环控制方法基础上,提出一种改进控制策略,即引入基于线性自抗扰(LADRC)的电压外环,以减小直流侧电压的超调量,提高系统的响应速度,并增强其抗负载扰动能力。进一步在功率前馈解耦控制的基础上,引入二阶广义积分(SOGI)构建虚拟正交分量,以提高网侧电流对电压的追踪能力,提升系统的动态性能。最后,通过MATLAB/Simulink建立系统仿真模型并进行仿真,对所提出改进控制策略的可行性和有效性进行了验证。     

三相PWM整流器解耦与非解耦控制的对比

详细分析了基于瞬时无功功率理论的解耦整流策略与传统双闭环非解耦整流策略的不同。从控制的简易程度、整流后直流侧电压的稳态和动态性能等方面进行对比分析。非解耦策略结构简单,但电流内环为交流环,传统PI不能消除电流静差;解耦策略双闭环均能消除静差,电压稳态性能好,但控制复杂。两者均能实现功率因数为1,仿真和实验结果证明了分析的正确性。     

三相VSR空间矢量PWM控制系统设计与实现

提出将PWM技术引入整流器的控制之中,在实现能量双向流动的同时,实现网侧电流波形的正弦波控制和单位功率因数运行。同时,采用带有前馈补偿的空间矢量脉宽调制(SVPWM)直接电流控制方法,对三相电压型PWM整流器进行双闭环控制。对整个控制系统进行的实验验证了提出的控制方法和系统参数设计方法的正确性。目前该系统已经用作蓄电池充放电的前端设备。     

三相电压型PWM整流器的新型双闭环控制方法

研究了三相电压型PWM整流器的基于内模控制的新型双闭环控制策略。其中电流环基于内模解耦控制,实现了有功和无功电流的解耦,电压环基于功率守恒和二自由度内模抗扰控制,既实现了线性化的间接电压控制,又可实现直流侧电压的快速跟踪和优良抗扰特性。仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于空间矢量的三相电压型PWM整流器的研究

建立了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,研究了其前馈解耦控制策略。在此基础上结合空间矢量调制（SVPWM）的算法,设计了三相电压型PWM整流器控制系统,并在Matlab的Simulink中进行了系统仿真。仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确。